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天大羅加嚴(yán)/胡正林AFM：堆積層狀基質(zhì)實現(xiàn)可控鋅沉積

鋅負(fù)極因其固有的安全性、低成本和豐富的資源而受到廣泛關(guān)注，但由于在水溶液中的自發(fā)腐蝕和枝晶的形成，鋅負(fù)極仍存在嚴(yán)重的不可逆性。

近日，天津大學(xué)羅加嚴(yán)（通訊作者）和胡正林（通訊作者）等人通過簡單的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，在鋅襯底上精心設(shè)計了由ZnF₂/Zn₃(PO₄)₂/CFX組成的三維疊層層狀基質(zhì)(SLM)，提高了熱力學(xué)穩(wěn)定性和快速的鋅離子輸運動力學(xué)。

鋅負(fù)極和SLM-Zn負(fù)極在水溶液中的示意圖

SLM中豐富的離子傳導(dǎo)通道還可以重新分配Zn²⁺離子通量，進而抑制枝晶生長。在這些協(xié)同效應(yīng)的作用下，SLM-Zn負(fù)極實現(xiàn)了優(yōu)異的性能，包括在Zn|Zn對稱電池中的高放電深度(90%)，穩(wěn)定的充放電過程(在15 C的倍率下，SLM-Zn|MnO₂全電池在1000次循環(huán)中保持94.1%的保持率)。

Zn負(fù)極上制備的SLM的XPS和XAES結(jié)果

為了突出各組分在界面動力學(xué)行為中的作用，用密度泛函理論闡述了Zn-Zn、Zn-Zn₃(PO₄)₂和Zn-Zn-F₂的相互作用

Stacked Lamellar Matrix Enabling Regulated Deposition and Superior Thermo-Kinetics for Advanced Aqueous Zn-Ion System under Practical Conditions(Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202107397)

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