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支春义团队ACS Nano.：晶体定向工程，增强Zn负极的界面动学性能！

来源：时间：2023-12-19 16:03:34 浏览：1559次

第一作者：Qing Li

通讯作者：支春义教授

通讯单位：香港城市大学

DOI：10.1021/acsnano.3c07848

研究背景

锌（Zn）负极中不可控的枝晶形成是可充电水系锌基电池（RAZBs）商业化的瓶颈。界面，即电荷转移过程发生的位置，以尚未完全理解的方式显著影响进一步的形貌演化，例如，晶面和涂层的取向。基于此，香港城市大学支春义教授等人证明了Zn负极的形态和动力学可以通过晶面来调整，开发了一种T-ZnSe层来诱导均匀沉积，制备的T-ZnSe层可以显著提高反应动力学，并诱导(0002)_Zn均匀沉积。

文章要点

1、作者证明了Zn负极的形态和动力学可以通过晶面来调整，开发了一种T-ZnSe层来诱导均匀沉积。以这种T-ZnSe@Zn作为负极，具有I₂正极和实际面积容量（2 mAh cm^-2）的全电池可以稳定地循环工作900次。此外，作者还利用该负极制备了一个总容量为150 mAh的袋式电池，证明了其有效性。

2、通过机理研究，作者比较了T-ZnSe@Zn、P-ZnSe@Zn和裸Zn负极的性能。从影响负极沉积/溶解的角度来看，三者表现出了完全不同的电化学行为。T-ZnSe层正调节并促进负极反应，而P-ZnSe层作为一个势垒，其活化能较低，但高电阻阻碍了反应。T-ZnSe层表现出最低的活化能和极大增强的电池性能。T-ZnSe@Zn||I₂电池具有高面积容量（3.75 mAh cm^-2），也可以循环900多次，容量保留率高达87.2%，远远优于P-ZnSe@Zn||I₂和裸Zn||I₂。本工作表明，涂层的晶体结构对阳极剥离/镀层有显著影响，有望为金属阳极的优化提供依据。

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