水性可充电锌金属电池由于其固有的高容量，低成本和高安全性等优点，引起了广泛的关注。然而，不可控的锌枝晶生长导致的低库仑效率和有限的锌金属负极寿命严重限制了它们的实际应用。

近日，广东工业大学李成超教授报道了通过简单快速的负极生长方法，在锌箔的表面上设计了一个3D互连的ZnF₂基质（Zn@ZnF₂），用作多功能保护层。

文章要点

1）Zn@ZnF₂电极不仅可以重新分配Zn²⁺离子通量，而且还可以显著降低去溶剂化活性能量，从而实现了稳定方便的锌沉积动力学。

2）实验结果表明，Zn@ZnF₂电极可有效抑制Zn枝晶的生长，抑制析氢副反应，并具有优异的镀锌/剥离可逆性。在对称电池测试中，Zn@ZnF₂电极在1 mA cm^-2时表现出超过800 h的长循环寿命，容量达到了1.0 mAh cm^-2，所开发的Zn@ZnF₂//MnO₂和Zn@ZnF₂//V₂O₅全电池也具有令人信服的性能。重要的是，Zn@ZnF₂//AC混合锌离子电容器可以在约60 mA cm⁻²的超高电流密度下工作5000次，容量保持率高达92.8%。

参考文献

Yang Yang, et al, Synergistic Manipulation of Zn²⁺ Ion Flux and Desolvation Effect Enabled by Anodic Growth of a 3D ZnF₂ Matrix for Long-Lifespan and Dendrite-Free Zn Metal Anodes, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202007388

https://doi.org/10.1002/adma.202007388