水基锌离子电池以其高安全性、高性价比和极具竞争力的电化学性能被认为是大规模储能系统中最有前途的电池之一。然而，枝晶在锌金属负极上的生长严重阻碍了其进一步的实际应用。目前，人们关于枝晶演化的内在机制尚不清楚。在负极界面引入保护层是避免锌枝晶生长的一种有效方法。

近日，中南大学王海燕教授，香港科技大学邵敏华教授报道了采用一种简便、可扩展的磁控溅射方法制备了具有超薄电子导电氮化铜保护层的锌负极（CN-Zn）。

文章要点

1）研究人员通过理论计算和各种原位/非原位技术研究了有无氮化铜（CN）涂层的Zn在Zn表面的沉积行为。结果表明，二维(2D)原子扩散机制对Zn枝晶的形成起着至关重要的作用。通过CN涂层可以很好地限制这种2D原子的扩散，实现完整、均匀的锌形核，从而消除大块枝晶的形成。

2）研究人员通过有限元模拟、原位光学显微镜观察和电化学测试进一步验证了有限的2D原子扩散能有效地抑制Zn枝晶的形成。

所提出的2D原子在表面的受限扩散机制，为金属电极活性金属负极界面的改性和抑制枝晶生长提供了新的思路。

参考文献

Zefang Yang, et al, Revealing the Two-Dimensional Surface Diffusion Mechanism for Zinc Dendrite Formation on Zinc Anode, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202104148

https://doi.org/10.1002/smll.202104148