Adv. Sci.：F掺杂成核助剂助力50 mA/cm2快速锌沉积！

水系锌金属电池作为储能系统具有相当大的潜力；然而，它们的应用受到枝晶生长和可逆性差的极大限制。

图1. 材料制备及表征

韩国东国大学Woochul Yang、Guicheng Liu等通过等离子体辅助的表面改性，在基材（Ti、Zn、Cu和钢）上均匀地构建了F掺杂的碳纳米颗粒（FCNPs），从而赋予了锌金属的可逆性和均匀沉积。

具有高表面电荷密度的FCNPs作为成核辅助剂，可形成许多均匀的锌核点，以促进锌的三维生长，这改善了锌的沉积动力学，并实现锌的均匀沉积。此外，循环过程中产生的ZnF₂固体电解质界面有助于快速传质，增强锌的可逆性，同时抑制副反应。

图2. 半电池性能

因此，受益于上述优势，P-Ti与Zn耦合的半电池在500次循环中表现出99.47%的平均库伦效率。基于P-Zn负极的对称电池在5 mA cm^-2的电流密度下，呈现出超过1500小时的寿命。

此外，值得注意的是，该电池即使在50 mA cm^-2时仍可工作100小时。作者相信，这种巧妙的表面改性策略扩大了均匀金属沉积的革命性方法，以及无枝晶的可充电池系统。

图3. 全电池性能

F-Doped Carbon Nanoparticles-Based Nucleation Assistance for Fast and Uniform Three-Dimensional Zn Deposition. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202300398

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