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鋅金屬是一種有前景的高能量密度水系電池負(fù)極材料，但它受到枝晶、低剝離/沉積效率和不可避免的活性鋅消耗的困擾。

武漢大學(xué)汪的華、華中科技大學(xué)蔣凱等報告了一種低嵌入電位的材料Cu₇Te₄，它既是水系鋅電池的負(fù)極材料，又是鋅枝晶的抑制劑。

圖1. Cu₇Te₄的合成及表征

當(dāng)被用作嵌入負(fù)極材料時，它顯示出0.2V的低電位（相對于Zn²⁺/Zn），216 mAh g^-1的高容量，以及超過4200次循環(huán)的卓越循環(huán)性（接近100%的容量保持）。多尺度表征證明其反應(yīng)機制是連續(xù)的嵌入和轉(zhuǎn)化過程。

當(dāng)Cu₇Te₄用作修飾層時，作者開發(fā)了一種基于”插層沉積”機制的Zn@ Cu₇Te₄雜化負(fù)極。它在對稱電池中可循環(huán)1000多小時而沒有形成Zn枝晶，當(dāng)它與碳包覆的I₂(I2@AC)正極結(jié)合時，顯示出1000次的穩(wěn)定循環(huán)，這比裸Zn要好得多（<100小時和320次）。

圖2. Cu₇Te₄的電化學(xué)性能

此外，Cu₇Te₄負(fù)極可進一步與碳包覆的ZnI₂(ZnI2@AC)和Na₃V₂(PO₄)₃的兩種正結(jié)合，以構(gòu)建水系”搖椅式”鋅離子全電池。所得Cu₇Te₄//ZnI₂@AC全電池的容量為94 mAh g^-1，放電電壓為0.7 V，對應(yīng)的比能量為65.3 Wh kg^-1（基于正負(fù)極材料），在10000次循環(huán)中保持了良好的循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率超過86%。

而Cu₇Te₄// Na₃V₂(PO₄)₃全電池的容量為67 mAh g^-1，平均電壓為1.08 V，相當(dāng)于72.4 Wh kg^-1的高比能量（基于正負(fù)極材料），并在200次循環(huán)后保持80.3%的容量?？傊?，這項工作表明，Cu₇Te₄可以作為一種有前景的負(fù)極材料和鋅枝晶抑制劑以用于水系鋅電池。

圖3. “搖椅”式水系鋅離子全電池的電化學(xué)性能

Cu7Te4 as an Anode Material and Zn Dendrite Inhibitor for Aqueous Zn-Ion Battery. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202205602

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