水系鋅電池最近成為大規模儲能的有希望的候選者，這是因為對具有足夠能量密度和容易獲得的電極材料的安全和經濟有效的技術的需求。然而，鋅電池的能量密度和循環壽命受到電極?電解液界面固有的化學、形態和機械不穩定性的限制，在那里會發生不受控制的反應。
為了抑制不受控制的反應，康奈爾大學Lynden A. Archer，Rong Yang為兩個電極設計了一種結晶聚合物界面，它通過自適應形成離子通道來快速和選擇性地傳輸鋅，從而同時提高電極的可逆性。
文章要點
1）該界面包括一層超薄的結晶聚(1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基丙烯酸酯)，利用引發化學氣相沉積(ICVD)一步合成并應用于保形涂層。對結晶度進行了優化，以改善相間穩定性和鋅離子傳輸。
2）優化的界面能使鋅對稱電池的循環壽命達到9500次，鋅錳電池的循環壽命達到11000次以上。以銅和鋰為例，進一步證明了這種界面設計的普適性，提高了它們的穩定性，實現了兩者的可逆循環。
3）ICVD方法和分子設計釋放了使用儲量豐富的鋅負極材料的高度可逆和成本效益高的水基電池的潛力，指向了網格規模的能量存儲。
參考文獻
Pengyu Chen, et al, Adaptive Ion Channels Formed in Ultrathin and Semicrystalline Polymer Interphases for Stable Aqueous Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c10638
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10638
