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水性鋅離子電池（ZIBs）在下一代儲能裝置中具有巨大應用潛力。然而，其也存在重大挑戰，包括鋅枝晶的不可控形成以及鋅剝離和電鍍過程中的副反應。鋅枝晶的形核機制尚未得到充分理解。為此，新加坡國立大學Xue Junmin利用第一性原理模擬來研究鋅枝晶的形成過程。

本文要點：

1) 由于Zn擴散勢壘的顯著增加，吸附的O₂^?和OH^?離子是Zn（0001）平面上Zn枝晶形核和生長的誘導因素。作者報道了一種自上而下的方法來抑制枝晶，該方法使用分層的V₂CT_x來捕獲O₂^?和OH^?離子，并降低了Zn擴散勢壘。

2) 實驗結果表明，鋅枝晶的形核和生長受到顯著抑制，導致鋅的逐層沉積/剝離。根據電化學評估，V₂CT_x涂層的Zn復合材料在1.0 mAh cm^?2時具有99.3%的高庫侖效率。此外，在1 A g^?1下進行2000次循環后，全電池實現了93.6%的容量保持率的優異循環性能。

參考文獻：

Mingchang Zhang et.al Unveiling The Mechanism of The Dendrite Nucleation and Growth in Aqueous Zinc Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202303737

https://doi.org/10.1002/aenm.202303737