水系锌离子电池（AZIBs）中的锌金属负极存在不可控的枝晶生长和复杂的水诱导腐蚀的严重问题，导致其库仑效率（CE）较低和寿命受限。

近日，中科大钱逸泰院士，朱永春构建了一种双功能纤维素纳米晶须-石墨烯（CNG）层来缓解AZIBs中Zn负极存在的问题。

文章要点

1）实验分析和分子动力学模拟表明，CNG层起到了去溶剂层的作用，阻止了H₂O分子与锌负极的接触，从而延缓了水诱导的腐蚀反应。这种表面带负电荷的CNG层可以同时通过扩散阳离子和屏蔽阴离子来产生去阴离子激波，从而实现平行于(0002)_Zn面的重定向锌沉积。此外，柔性增韧的CNG层可以承受很强的拉力（8.54 N）和较大的穿透力（0.10 N），很好地适应了镀锌/剥离过程中锌负极表面的波动。

2）实验结果显示，CNG/Zn负极具有更高的CE（99.4%）和更长的循环寿命（~5500 h），是裸Zn负极的27倍以上。此外，MnO₂/石墨烯-CNG/Zn全电池具有高的放电容量（307 mAh g^-1），并在5000次循环后在5 C下保持了87.8%的高容量保持率。

参考文献

X. Zhang, J. Li, D.Liu, M. Liu, T. Zhou, K. Qi, L. Shi, Y. Zhu and Y. Qian, Energy Environ. Sci., 2021, Ultra-long-life and highly reversible Zn metal anodes enabled by a desolvation and deanionization interface layer

DOI: 10.1039/D0EE03898A

https://doi.org/10.1039/D0EE03898A