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南大張曄/復旦彭慧勝AFM：鋅金屬電池循環(huán)1000小時后鋅的利用率高達90%

金屬鋅(Zn)具有體積容量大、氧化還原電位低、儲量豐富、成本低等優(yōu)點，被認為是“后鋰”儲能的理想負極。

然而，目前的鋅電池對鋅的要求很高，鋅利用率低，器件能量/功率密度遠低于理論值。鋅金屬的有限可逆性歸因于鋅與水溶液的自發(fā)寄生反應，即水腐蝕、被動副產(chǎn)物形成和枝晶生長。

近日，南京大學張曄（通訊作者）和復旦大學彭慧勝（通訊作者）等人設計了一種新型離子選擇性聚合物膠，涂覆在鋅負極上，通過阻擋水的擴散將鋅負極與電解液隔離，同時允許Zn²⁺離子快速遷移，有利于均勻電沉積。

可逆鋅利用示意圖

因此，在高電流密度下，鋅的利用率在1000 h內達到了創(chuàng)紀錄的90%，與之形成鮮明對比的是，在目前報道的鋅利用率較低(50-85%)的情況下，鋅的循環(huán)性能要差得多(通常不到200 h)。

聚合物膠保護的對稱電池中鋅負極的電化學性能

當與釩基正極匹配時，所得到的鋅離子電池顯示出228 Wh kg^?1的超高器件級能量密度，可與商用鋰離子電池相媲美。

由NH₄V₄O₁₀和Zn制成的全鋅離子電池的電化學性能

Engineering Polymer Glue towards 90% Zinc Utilization for 1000 Hours to Make High-Performance Zn-Ion Batteries (Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202107652)

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