重建锌阳极上的亥姆霍兹平面(HP)是抑制副反应和枝晶生长的一种根本方法，其中关键是重新设计HP以最大限度地减少水偶极子的存在并确保Zn离子通量的均匀分布。

在此，西北工业大学Wei Huang，Wei Ai提出了一种策略，通过原位开发PEDOT：PSS水凝胶层来创建缺水的内亥姆霍兹平面(IHP)和富含Zn离子的外亥姆霍兹平面(OHP)。

文章要点

1）该层在锌箔(Zn@IL&PPS)表面掺杂了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺(EMIM-TFSI)。

2）贫水IHP中的疏水性EMIM+有效阻止了水偶极子和金属锌之间的不良反应。同时，OHP中的亲锌TFSI−和PSS−调节并加速阳极-电解质界面处Zn离子的通量和扩散，从而降低电化学极化。

3）因此，Zn@IL&PPS电极在30 mA cm⁻²和15 mAh cm⁻²下表现出令人印象深刻的800小时寿命。此外，容量为1 Ah的I2||Zn@IL&PPS软包电池表现出出色的循环稳定性。

本研究探索了针对性的表面改性以改进HP，为开发先进的锌金属电池铺平了道路。

参考文献

Guowei Gao, et al, Customizing water-scarce, zinc ion-rich Helmholtz plane of zinc anode for Ah-scale Zn metal batteries, Energy Environ. Sci., 2024

DOI: 10.1039/D4EE02909G