华南农大梁业如AM：混合离子-电子导电支架实现无枝晶柔性锌负极

锌粉(Zn powder, Zn-P)基负极被认为是锌基电池的理想候选者，因为它们能够实现安全性和能量密度的正协同集成。然而，Zn-P基负极仍存在易腐蚀、枝晶生长不受控制、机械强度差等问题，这限制了其进一步应用。

华南农业大学梁业如等使用可扩展的流延成型策略将混合离子-电子导体（MIEC）支架引入到Zn-P中，成功地制造了抗腐蚀、柔性和无枝晶的Zn负极。

图1 材料制备及表征

MIEC支架是分别使用CNT和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为电子传导和离子传导基质来实现的，EVA的引入赋予了所得Zn-P-MIEC优异的柔韧性，并保护Zn-P 在水溶液中免受腐蚀。因此，所制备的Zn-P-MIEC具有几个主要优势：

(1)高Zn²⁺导电和电子导电MIEC支架在反复的Zn沉积/剥离循环中均匀Zn²⁺通量并实现稳定的Zn循环，特别是在高倍率下；

(2)强大的机械柔韧性，即使在复杂的机械力和变形下也能保持可接受的性能；

(3)具有成本效益的原材料，以及可实现连续运行和扩大规模的简便制造方法；

(4)卓越的抗腐蚀性能，以提高在水系电解液中的稳定性。

图2 对称电池性能

受益于MIEC支架的综合属性，Zn-P-MIEC具有用于开发先进锌基储能装置的潜力，并在用作实用扣式锌离子电池和柔性软包电池的负极时提供卓越的电化学性能。这项工作为制备高效和可靠的锌基负极提供了一条有希望的可扩展途径，并将有助于实现先进的柔性储能装置。

此外，预计这种类型的MIEC支架可以与优化的电解质和正极相结合，以实现更好的性能；该策略也可以应用于其他金属负极，用于各种高性能能源系统，例如锌空气电池、锂金属电池和钠金属电池。

图3 Zn-P-MIEC//MnO₂电池性能

Construction of mixed ionic-electronic conducting scaffolds in Zn powder: A scalable route to dendrite-free and flexible Zn anodes. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202200860

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