鋅金屬負極的有害枝晶生長和析氫腐蝕嚴重阻礙了水系鋅電池的實際應用,構建穩定的固體電解質界面(SEI)被認為是延長電池壽命的有效策略。鑒于此,中國礦業大學(北京)Ruiping Liu、新加坡南洋理工大學Jin-Lin Yang等以聚(N-[2-(3,4-二羥基苯基)乙基]-2-甲基丙烯酰胺)(PDMA)為模型,系統探究了Zn2?螯合效應對SEI層生成的影響。
本文要點:
(1)在Zn2?輔助下,DMA單體傾向于在鋅負極表面形成具有更高交聯度的堅固PDMA保護層。鋅金屬與PDMA之間的Zn─O相互作用確保了SEI層的長效保護效率并均勻化鋅沉積行為,同時PDMA中的親鋅羥基可促進Zn2?脫溶劑化過程。
(2)實驗表明,含PDMA的鋅對稱電池實現了超過3800小時的超長循環壽命,Zn||NVO全電池在1 A g?1電流密度下循環1000次后仍保持150 mAh g?1的容量。該研究為基于保護層工程的水系鋅負極設計提供了重要指導。
H. Wu, H.-T. Yin, J.-L. Yang, R. Liu, Chelation Effect Induced Robust Biomass Protective Layer for Aqueous Zn Metal Anode. Adv. Energy Mater. 2025, 2501359.
https://doi.org/10.1002/aenm.202501359