30000次循环！济南大学徐锡金/黄金昭，最新Angew！

研究概述

由于枝晶生长和电极/电解液界面处的副反应，锌（Zn）阳极的非均匀沉积/剥离严重限制了其循环寿命。

基于此，2024年9月1日，济南大学徐锡金教授、黄金昭教授在化学顶级期刊Angewandte Chemie发表题为《Multifunctional Interface Layer Constructed by Trace Zwitterions for Highly Reversible Zinc Anodes》的研究论文。

本文中，研究人员在水系电解液中引入微量两性离子（三氟乙酸吡啶，TFAPD）以构建多功能界面，从而增强锌阳极的可逆性。 具有强特异性吸附的TFA−阴离子附着在Zn表面层，重建内亥姆霍兹平面（IHP），以防止游离H2O引起的析氢和腐蚀副反应。在Zn2+沉积过程中，Py+阳离子在电场的作用下聚集在锌阳极的外亥姆霍兹平面（OHP）上，形成屏蔽层，使Zn2+能够沉积均匀。

此外，吸附的TFA-和Py+促进了Zn2+的去溶剂化过程，实现快速反应动力学。 因此，Zn||Zn电池表现出超过10000小时的优异循环性能。即使在Zn利用率为85%的情况下，它也能在10 mA cm−2和10 mAh cm−2下稳定循环超过200小时。 不仅如此，即使在30000次循环后，Zn||I2全电池的容量保持率仍超过95%。 值得注意的是，Zn||I2 软包电池 (95 mAh) 在750次循环后仍能保持99%的高容量。

图文解读

图1：XPS光谱

图2：锌沉积过程

图3：电化学性能

文献信息

Multifunctional Interface Layer Constructed by Trace Zwitterions for Highly Reversible Zinc Anodes, Angewandte Chemie, 2024.https://doi.org/10.1002/anie.202411884