武汉理工麦立强团队，最新Angew！

第一作者：廉思甜

通讯作者：麦立强，王学文，赵康宁

通讯单位：武汉理工大学

麦立强，武汉理工大学党委常委、副校长，武汉理工大学材料科学与工程学院院长，材料学科首席教授、博士生导师，2023年中国科学院院士增选有效候选人。在Nature（3篇）、Science（1篇）等刊物发表SCI论文566篇。研究领域为：纳米能源材料与器件。

王学文，武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院教授、博士生导师，湖北省百人计划专家，武汉理工大学15551青年人才。先后在Natl. Sci. Rev.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Energy Environ. Mater.等国际权威学术期刊上发表论文50余篇。研究方向：飞秒光制造技术、超快动力学探测、激光加工。

赵康宁，现任职大湾区大学（筹）助理教授，发表SCI论文100余篇，总被引次数超过10000余次，其中以（共同）一作/通讯作者发表在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mat.、Angew. Chem.等国际知名期刊上发表SCI收录论文40余篇，多篇文章入选ESI 前1%高被引论文，H 因子56，获授权国家专利发明8项。研究方向：电化学储能器件的关键材料及其原位表征。

论文速览

水系锌离子电池（AZIBs）因其低成本和高安全性，而成为有吸引力的电化学储能解决方案。然而，负极中的枝晶和不受控制的副反应削弱了电池的循环寿命和能量密度。金属中的晶界通常被认为是上述问题的根源，但作者提出了不同的结果。

本论文通过飞秒激光轰击在Zn负极上引入了超高比例的晶界，以增强Zn金属/电解质界面的稳定性。这种超高比例的晶界促进了Zn生长电位的均匀化，实现均匀成核和生长，从而抑制了枝晶的形成。此外，丰富的活性位点减轻了电化学过程中的副反应。

结果表明，15-μm-Fs Zn||MnO₂软包电池实现了249.4 Wh kg^-1的能量密度，并在23%放电深度下运行超过60次循环。通过UP-GBs的有利影响，为其他金属电池开辟了新途径。

图文导读

图1：Zn负极中晶界的形成机制和特性。

图2：Zn沉积的成核与生长。

图3：Zn对称电池的电化学行为。

图4：超高比例晶界（UP-GBs）抑制枝晶生长。

图5：Zn||MnO₂全电池的电化学性能。

总结展望

本研究通过在Zn负极中引入超高比例的晶界，显著提高了Zn金属电池的稳定性和实用性。与传统的商业Zn箔相比，这种通过飞秒激光处理的Zn负极展现出更快的成核和生长动力学，实现了2D生长，从而有效抑制了枝晶的形成。

实验结果表明，15-μm-Fs-Zn||MnO₂软包电池在23%放电深度下能够稳定运行超过60次循环，达到了249.4 Wh kg^-1的能量密度。该成果不仅为Zn金属电池的发展提供了新的方向，也为其他金属电池的技术进步提供了潜在的借鉴。

文献信息

标题：Ultra-High Proportion of Grain Boundaries in Zinc Metal Anode Spontaneously Inhibiting Dendrites Growth

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202406292

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