​港城大/港理工AEM：多功能纳米金刚石界面层稳定锌负极

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​港城大/港理工AEM：多功能纳米金刚石界面层稳定锌负极
水系锌离子电池（AZIBs）因其高安全性和成本效益而备受关注，但其实际应用受到锌枝晶生长和副反应的限制。因此，开发稳定的保护涂层以提高锌负极的稳定性至关重要。
​港城大/港理工AEM：多功能纳米金刚石界面层稳定锌负极
在此，香港城市大学张文军、洪果，香港理工大学黄渤龙等人在锌电极和铜电极上设计了一种多功能纳米金刚石(ND)无机层，其既能有效抑制枝晶生长，又能抑制锌负极腐蚀。研究表明，该人工保护层具有超高的表面能且产生大量的成核位点(1012 cm−2)，以实现负极均匀的离子通量和电场。此外，电池循环过程中锌离子优先沉积在具有较低扩散能垒的金刚石表面。
结果显示，具有Zn-ND负极的对称电池在1ma cm -2下表现出超过3600小时的可逆沉积/剥离行为。此外，MnO2||Zn全电池在2 A g−1下循环3500次后仍能保持90%的初始容量，组装的混合电容器在10 A g−1下平稳运行65 000次。
​港城大/港理工AEM：多功能纳米金刚石界面层稳定锌负极
图1. 界面表征
总之，该工作通过设计和制备ND涂层，实现了高稳定性和可逆锌沉积行为的无枝晶锌负极。结果显示，ND涂层不仅提供了机械强度，还显著提高了锌负极的循环寿命和库仑效率，显著提升了电池性能。因此，ND保护涂层作为抑制Zn负极中枝晶形成和副产物积累的有效策略具有潜在的应用价值。
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图2. 电池性能
Multifunctional Nanodiamond Interfacial Layer for Ultra-Stable Zinc-Metal Anodes, Advanced Energy Materials 2024 DOI: 10.1002/aenm.202401479

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