水基锌离子电池具有安全性高、成本低、能量密度高等优点,但严重的锌枝晶形成和水诱导的寄生反应阻碍了电池的循环寿命。
近日,华北理工大学Zhangxing He,中南大学周江报道了在锌金属负极表面形成了一层多孔聚苯胺(PANI)界面层来调节锌离子的迁移和沉积,从而获得了一种超稳定、高度可逆的锌电极。
文章要点
1)具体地说,PANI中丰富的极性基团(-NH-和=N-)对水有很强的吸引力,可以捕获和固定锌离子周围的水分子。此外,保护层还通过离子限制效应调节离子通量和锌离子的沉积行为。
2)因此,与裸锌电极相比,锌@PANI负极表现出更好的可逆电镀/剥离行为,在2.0 mA cm-2时具有较低的成核过电位(37.9 mV)。以1.0A g−1循环1000次,电池容量保持率高达94.3%。
该研究为锌负极无接触界面工程和深入的机理分析奠定了基础。
参考文献
Bin Li, et al, Achieving Stable Zinc Metal Anode Via Polyaniline Interface Regulation of Zn Ion Flux and Desolvation, Adv. Funct. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adfm.202214033
https://doi.org/10.1002/adfm.202214033