水性锌电池具有固有的安全性和成本效益,但锌负极的枝晶生长和副反应阻碍了其实际应用。
在这里,清华深圳国际研究生院Guangmin Zhou提出了稳定锌阳极的扩展底物筛选策略,并验证了它的有效性(d底物:dZn(002)=1:1→d底物:dZn(002)=n:1,n=1,2)。
文章要点
1)从一系列满足d衬底≈2dZn(002)的层状硅酸盐中,研究人员选择了迄今报道的晶格失配率最低(0.38%)的蛭石作为模型,以证实“2dZn(002)”衬底对锌阳极保护的有效性。
2)然后,通过大规模、绿色的制备,制备了一种单层多孔的蛭石,作为锌电极的功能涂层。揭示了“2dZn(002)”衬底独特的“种锌(002)”机制诱导了锌沉积的定向生长。此外,涂层有效地抑制了副反应,促进了锌离子的传输。
3)因此,改进后的对称电池在50 mA cm−2的高电流密度下稳定工作300h以上。本工作拓展了基板筛选策略,提高了对锌成核机理的认识,为实现高倍率、稳定的锌-金属电池奠定了基础。
参考文献
Zheng, Z., Zhong, X., Zhang, Q. et al. An extended substrate screening strategy enabling a low lattice mismatch for highly reversible zinc anodes. Nat Commun 15, 753 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44893-0