潘安强等Sci. Bull.：超薄蛭石片为锌金属负极提供离子整流效应

金属锌是制备各种水系锌离子电池（ZIBs）的主要选择，而具有挑战性的问题包括枝晶生长和负极/电解质界面的寄生反应，这大大阻碍了其在大规模储能中的实际应用。

图1 材料制备及表征

中南大学潘安强、Shuang Zhou等开发了一种低成本的多功能离子整流器（IRT），作为改善Zn负极的人工中间体，它可以消除上述问题。其中，疏水性外壳（聚偏二氟乙烯）通过排斥体相电解液中的水分子，可以抑制锌的界面腐蚀，其抑制效率达到94.8%。

此外，亲锌核心（超薄蛭石片）内的负电荷离子通道对Zn²⁺离子通量产生了去溶剂化的再分配效应，使无枝晶的锌沉积具有较高的离子转移数（0.79），这促进了锌金属中的Zn/Zn²⁺可逆性与IRT稳定化。

图2 半电池性能

凭借这种协同作用，IRT保护的电极使不对称电池在2000次循环中实现了前所未有的CE（99.8%），并使对称电池具有超长的寿命（1600小时）和2400 mAh cm^-2的高累积容量，显示了锌电化学的优异可逆性。

更重要的是，具有IRT保护的Zn//NH₄V₄O₁₀袋包电池在1 A g^-1的条件下循环150次后，仍能保持94.3%的初始容量。这项研究开创了一种低成本、高效率的方法来解决锌金属负极的内在困境，这可能会加速锌基储能装置的繁荣。

图3 全电池性能

Unique ion rectifier intermediate enabled by ultrathin vermiculite sheets for high-performance Zn metal anodes. Science Bulletin 2023. DOI: 10.1016/j.scib.2023.05.015

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