陶新永团队Small：氨基功能化界面层实现超均匀非晶固体电解质界面助力高性能锌电池

水系锌离子电池具有高安全性、低成本且绿色环保等优势，有望成为下一代产业化储能技术之一。但水系锌离子电池的产业化应用仍面临着锌负极枝晶生长、电解液析氢和碱式硫酸锌副产物累积等挑战。研究表明，降低锌离子与阴离子和溶剂化自由水之间的键能可以有效的减弱电解液析氢的活性，是消除金属锌负极与电解液副反应的有效策略。

在此，浙江工业大学陶新永教授团队成功制备了氨基接枝细菌纤维素(NBC)保护层作为锌金属负极的人工固体电解质界面(SEI)膜，为实现稳定的锌金属负极提供了新途径。首先，NBC上接枝的氨基可以提供丰富的配位点桥接锌离子，均匀锌离子迁移通量，显著降低锌的成核过电位，促使锌离子沿着(002)晶面均匀沉积。其次，NBC促进锌负极表面形成均匀的非晶固体电解质界面膜(SEI)，抑制了水系电解质的腐蚀、析氢等副反应的发生。

图1.作用机制

总之，NBC保护层可以有效改善电极/电解液的界面，抑制析氢、腐蚀等副反应的活性和锌金属枝晶的生长。在2 mA cm^-2的电流密度下，改性后的锌钛半电池的平均CE接近99%，实现了锌剥离/电镀的高度可逆性。基于NBC@Zn负极组装的全电池也表现出良好的循环稳定性和倍率性能。NBC保护层的创新设计为保护锌金属负极的稳定性开辟了新方向。

图2. 全电池性能

Amino-Functionalized Interfacial Layer Enables an Ultra-Uniform Amorphous Solid Electrolyte Interphase for High-Performance Aqueous Zinc-Based Batteries, Small 2023 DOI: 10.1002/smll.202304094

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陶新永团队Small：氨基功能化界面层实现超均匀非晶固体电解质界面助力高性能锌电池

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