中山大学王成新EES：阴离子表面活性剂诱导水平生长的无枝晶锌负极用于高稳定性水系锌离子软包电池

水系锌离子电池因其固有的安全性和较高的理论容量而备受关注，但由于严重的副反应和锌枝晶的生长，电池的寿命仍然有限。解决这些问题的一种常见策略是使用特定的电解液添加剂来调节溶剂化结构，以实现择优的锌（002）取向。

基于此，中山大学王成新教授等人引入了一种阴离子表面活性剂3，3‘-二硫代二丙磺酸钠（SPS）作为一种新型的电解液添加剂，与传统的表面活性剂不同的是，它对溶剂化结构的影响可以忽略不计。

并且，第一性原理计算表明，SPS阴离子倾向于吸附在其他晶面上，而不是（002）面，有效地限制了锌在（002）晶面上的电沉积。

图1. SPS添加剂改性Zn沉积机理研究

研究结果表明，使用面积为3×5 cm²的Zn||Zn对称软包电池，成功地实现了超过12000 mAh cm⁻²的惊人的高累积容量；表明了该设计在实际应用中的巨大潜力。

进一步组装了由V₂O₅·H₂O正极和锌负极组成的锌离子电池，其面积容量高达约2 mAh cm⁻²，200次循环后容量保持率达82.8%，性能优于以往报道的大多数水系锌离子电池。

因此，使用不同的电解质添加剂来调节优选的晶体取向，突出了SPS添加剂在实际应用中的巨大潜力。

图2. Zn||VOH全电池的电化学性能

Dendrite-Free Zn Anode Enabled by Anionic Surfactant-Induced Horizontal Growth for Highly-Stable Aqueous Zn-Ion Pouch Cells，Energy & Environmental Science 2023 DOI：10.1039/D2EE03528F

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中山大学王成新EES：阴离子表面活性剂诱导水平生长的无枝晶锌负极用于高稳定性水系锌离子软包电池

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