北理Adv. Sci.：利用动力学-机械学耦合的界面工程实现高可逆锌离子电池

由于锌（Zn）金属的热力学不稳定性导致的枝晶和析氢反应等问题，阻碍了水系锌离子电池（AZIBs）的实际应用。通过界面工程改性锌表面可以有效解决上述问题。

图1. G&B-S界面的作用示意及表征

北京理工大学陈人杰、黄永鑫等制备了磺酸盐钝化石墨烯-硼烯纳米片（G&B-S）复合界面层，以通过简单、绿色的电镀方法来调节锌的沉积/剥离，并减轻与电解液的副反应。

研究显示，由于磺酸盐基团的电负性，G&B-S界面通过快速脱溶剂化过程和均匀的界面电场减轻了尖端效应，从而促进了无枝晶的沉积行为。理论计算和石英晶体微天平（QCM-D）实验证实了G&B-S界面层的快速动态机制和优异的机械性能。

图2. 半电池性能

结果，通过动态-机械耦合作用，G&B-S@Zn对称电池在5 mA cm^-2的高电流密度下可循环使用1900小时，过电位低至≈30 mV。此外，当与LMO阴极耦合时，LMO//G&B-S@Zn电池也表现出优异的性能，这表明G&B-S@Zn阳极具有出色的耐久性。因此，这种新型多功能界面层为显著提高AZIBs的电化学性能提供了一种可行的方法。

图3. LMO//G&B-S@Zn电池性能

Interface Engineering with Dynamics-Mechanics Coupling for Highly Reactive and Reversible Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202306656