可充电水系锌离子电池是下一代储能设备的有希望的候选者。然而，其实际应用受到锌负极上不可控枝晶生长而引起的严重安全问题的限制。

近日，中南大学王海燕副教授报道了具有相对低锌亲和力的小平面二氧化钛，将其作为锌负极的保护层，可以有效抑制枝晶的形成，使锌沉积均匀。

文章要点

1）研究人员首先采用密度泛函理论（DFT）方法研究了Zn与TiO₂不同晶面的相互作用，结果表明TiO₂的（0 0 1）和（1 0 1）晶面表现出较低的Zn亲和力。在此基础上，制备了（0 0 1）面高度暴露的TiO₂作为锌金属负极的保护层。

2）（0 0 1）面TiO₂层能有效地阻止Zn枝晶的垂直生长，稳定负极与电解质的界面。结果表明，改性后的锌负极在剥锌和镀锌过程中具有较长的循环寿命。

Qi Zhang, et al, Revealing the role of crystal orientation of protective layers for stable zinc anode, Nat Commun., 2020

DOI：10.1038/s41467-020-17752-x

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17752-x