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葉志鎮(zhèn)/黃靖云/王勇EnSM：牛磺酸介導(dǎo)的動(dòng)態(tài)橋接策略實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定鋅金屬負(fù)極

葉志鎮(zhèn)/黃靖云/王勇EnSM：?；撬峤閷?dǎo)的動(dòng)態(tài)橋接策略實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定鋅金屬負(fù)極

圖1 電解液設(shè)計(jì)

枝晶生長(zhǎng)和寄生反應(yīng)是鋅金屬負(fù)極的重要問(wèn)題。浙江大學(xué)葉志鎮(zhèn)、黃靖云、王勇等首次提出了一種在改性的Zn²⁺溶劑化鞘和改良的表面內(nèi)亥姆霍茲平面（IHP）吸附之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)橋接的策略，來(lái)提高鋅負(fù)極的可逆性。

為此，這項(xiàng)工作引入了一種β-氨基酸鏈添加劑–?；撬幔═A）作為媒介。由于-NH₂基團(tuán)(-NH₃)的質(zhì)子化和-SO₃H基團(tuán)(-SO₃)的去質(zhì)子化，TA分子在水溶液中以兩親性存在，相互之間存在鹽橋作用。

CV測(cè)試的峰形保持不變，表明TA不易被還原，這是由于電正性的-NH₃⁺基團(tuán)和電負(fù)性的-SO₃^–基團(tuán)被兩個(gè)碳原子隔開(kāi)的緣故。TA的-NH₃和-SO₃基團(tuán)分別與Zn負(fù)極和Zn²⁺具有很高的親和力，可以同時(shí)調(diào)節(jié)溶劑化鞘和IHP吸附，從而抑制析氫反應(yīng)。

圖2 半電池性能

通過(guò)-SO₃和-NH₃之間的鹽橋作用，通道可以誘導(dǎo)含TA的溶劑化Zn²⁺優(yōu)先遷移和沉積，形成（002）紋理，而剩余的TA則吸附在表面形成新的通道。吸附在IHP中的TA由于靜電排斥作用而被洗脫，并與剝離的Zn²⁺重組為溶劑化的分子。

動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程僅使用微量的TA介質(zhì)就能顯著提高Zn沉積/剝離穩(wěn)定性（超過(guò)4000小時(shí)），并在2400次循環(huán)中將平均庫(kù)侖效率（CE）提高到99.9%。

此外，在每個(gè)試驗(yàn)條件下都能實(shí)現(xiàn)低極化電壓誘導(dǎo)均勻成核。總體而言，這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)高性能水系鋅金屬電池（AZMBs）的電解液工程提供了新的見(jiàn)解。

圖3 Zn||α-MnO₂全電池性能

Taurine-Mediated Dynamic Bridging Strategy for Highly Stable Zn Metal Anode. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102882

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