​哈工大/深大Nano Energy：氟化界面实现无枝晶锌金属电池

水系锌金属电池被认为是电网规模储能的替代品，它们具有一些固有的优点，包括绝对安全、丰富的储量、成本效益和可持续性，使其成为一个有前途的选择。

在此，哈尔滨工业大学王振波，徐成彦和深圳大学Wang Panpan等人采用氟磷酸酯（FEP）作为ZnSO₄水系电解质的功能添加剂，它不仅参与Zn电极表面氟化保护层的形成以促进Zn²⁺扩散，而且优先吸附在Zn表面以控制Zn沉积方向。

因此，在 Zn 对称电池中，在 10 mA cm^-2、10 mAh cm^-2 下，实现了无枝晶锌负极，循环寿命超过 1800 小时。Zn||Cu 不对称电池在 500 次镀锌/剥离后，库仑效率高达 98.9%。此外，当与 MnO₂ 和商用 LiFePO₄ 正极配合使用时，含有 FEP 的电解质可稳定循环。

图1. 改性电极的物相表征

总之，该工作证明 FEP 作为界面成膜添加剂可有效稳定锌金属负极。结果表明，FEP添加剂不仅参与界面层的形成以抑制副反应，而且优先吸附在Zn负极特定晶面上以控制Zn沉积方向。

2 M ZnSO₄+1% FEP 电解液中进行测试时，10 mA cm^-2、10 mAh cm^-2条件下，Zn||Zn 对称电池循环寿命超过 1800 小时。Zn||Cu 非对称电池中的 CE 值在 500 次电镀/剥离后CE仍保持98.9%。因此，该项工作所取得的性能展示了有机功能添加剂在各种电池化学中的潜力。

图2.全电池性能

Towards dendrite-free Zn metal batteries via formation of fluorinated interfacial layer with functional additive, Nano Energy 2023 DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109076