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同濟黃云輝/伽龍Angew：自修復(fù)和脫溶劑化屏蔽層實現(xiàn)高容量長壽命鋅負極

人工界面可以減輕副反應(yīng)和金屬（例如，Li、Na 和 Zn）枝晶的形成。然而，傳統(tǒng)的電極在重復(fù)沉積/剝離過程中總是會發(fā)生故障，并且無法調(diào)節(jié)電極的電沉積行為。

同濟大學黃云輝、伽龍等設(shè)計了一種富含酰胺鍵和醚鍵的自修復(fù)和脫溶劑化屏蔽層，以保護Zn電極并引導Zn電沉積。

設(shè)計的涂層顯示出作為保護涂層的獨特優(yōu)勢。首先，得益于酰胺鍵提供的分子間氫鍵，涂層表現(xiàn)出極好的自愈能力，可以原位修復(fù)電化學過程中循環(huán)引起的裂紋。其次，涂層中具有孤對電子的極性原子（如N和O）可通過配位減少水合Zn²⁺溶劑化鞘中的水分子，并抑制Zn|電解液界面處的隨機Zn²⁺擴散。因此，自修復(fù)離子調(diào)節(jié)劑（SIR）可顯著改善鋅負極的電化學性能。

同濟黃云輝/伽龍Angew：自修復(fù)和脫溶劑化屏蔽層實現(xiàn)高容量長壽命鋅負極

圖1. 對稱電池性能

研究顯示，即使只有360 nm的涂層，受保護的鋅電極(SIR@Zn)也表現(xiàn)出無枝晶的鋅沉積，在面積容量為2 mAh cm^?2時具有> 3500 h的長期穩(wěn)定性，以及在超高面積容量為20 mAh cm^?2時> 950 h的穩(wěn)定循環(huán)。

總之，這項工作闡明了合理設(shè)計用于鋅金屬保護的先進涂層的重要性，這也可能適用于其他金屬負極。

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圖2. SIR@Zn||VS₂電池性能

High-Capacity and Long-Life Zinc Electrodeposition Enabled by a Self-Healable and Desolvation Shield for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202114789

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