中南梁叔全/周江AM：多功能界面助力锌金属负极稳定循环208天！

在锌负极上进行多功能界面工程以克服枝晶生长、析氢反应和与锌沉积相关的迟缓动力学问题，对于促进水系锌离子电池的商业化是非常理想的。

中南大学梁叔全、周江等合理地设计了在锌负极上自发构建的含羰基层（Zn@ZCO），以作为离子再分配器和功能性保护界面。

图1. Zn@ZCO电极的表征

作为范例，草酸锌具有电绝缘、生态友好、防腐蚀和经济等优点，因此被构建在在锌表面以进行保护。由于高电负性和高亲核性的羰基氧的显著相互作用，它具有很强的亲锌性和枝晶抑制能力，有利于离子传输和有效地均匀化Zn沉积。另一方面，ZCO中氧原子质子受体形成的氢键可调节界面上的Zn离子脱溶化过程，从而约束水的活性，然后减轻了水引起的寄生反应。

图2. 裸锌和Zn@ZCO对称电池的沉积/剥离循环稳定性

因此，Zn@ZCO负极的循环寿命延长到5000小时（超过208天），表面无树枝状物，副产物可忽略不计。更令人鼓舞的是，在基于NH₄V₄O₁₀的全电池中，其有效性也是令人信服的，具有出色的倍率性能和循环稳定性。通过功能性固体电解质界面的自发构建策略实现的稳定锌负极为高性能储锌系统提供了一种简便而有指导意义的方法。

图3. Zn表面演化的示意图和全电池电化学性

Spontaneous Construction of Nucleophilic Carbonyl-Containing Interphase towards Ultra-Stable Zinc Metal Anodes. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202202733

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