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鋅粉(Zn powder, Zn-P)基負(fù)極被認(rèn)為是鋅基電池的理想候選者，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)崿F(xiàn)安全性和能量密度的正協(xié)同集成。然而，Zn-P基負(fù)極仍存在易腐蝕、枝晶生長不受控制、機(jī)械強(qiáng)度差等問題，這限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)梁業(yè)如等使用可擴(kuò)展的流延成型策略將混合離子-電子導(dǎo)體（MIEC）支架引入到Zn-P中，成功地制造了抗腐蝕、柔性和無枝晶的Zn負(fù)極。

華南農(nóng)大梁業(yè)如AM：混合離子-電子導(dǎo)電支架實(shí)現(xiàn)無枝晶柔性鋅負(fù)極

圖1 材料制備及表征

MIEC支架是分別使用CNT和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為電子傳導(dǎo)和離子傳導(dǎo)基質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，EVA的引入賦予了所得Zn-P-MIEC優(yōu)異的柔韌性，并保護(hù)Zn-P 在水溶液中免受腐蝕。因此，所制備的Zn-P-MIEC具有幾個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：

(1)高Zn²⁺導(dǎo)電和電子導(dǎo)電MIEC支架在反復(fù)的Zn沉積/剝離循環(huán)中均勻Zn²⁺通量并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的Zn循環(huán)，特別是在高倍率下；

(2)強(qiáng)大的機(jī)械柔韌性，即使在復(fù)雜的機(jī)械力和變形下也能保持可接受的性能；

(3)具有成本效益的原材料，以及可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行和擴(kuò)大規(guī)模的簡便制造方法；

(4)卓越的抗腐蝕性能，以提高在水系電解液中的穩(wěn)定性。

圖2 對(duì)稱電池性能

受益于MIEC支架的綜合屬性，Zn-P-MIEC具有用于開發(fā)先進(jìn)鋅基儲(chǔ)能裝置的潛力，并在用作實(shí)用扣式鋅離子電池和柔性軟包電池的負(fù)極時(shí)提供卓越的電化學(xué)性能。這項(xiàng)工作為制備高效和可靠的鋅基負(fù)極提供了一條有希望的可擴(kuò)展途徑，并將有助于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的柔性儲(chǔ)能裝置。

此外，預(yù)計(jì)這種類型的MIEC支架可以與優(yōu)化的電解質(zhì)和正極相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)更好的性能；該策略也可以應(yīng)用于其他金屬負(fù)極，用于各種高性能能源系統(tǒng)，例如鋅空氣電池、鋰金屬電池和鈉金屬電池。

圖3 Zn-P-MIEC//MnO₂電池性能

Construction of mixed ionic-electronic conducting scaffolds in Zn powder: A scalable route to dendrite-free and flexible Zn anodes. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202200860

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