西湖大学黄嘉兴AM：简单溶液浸泡，化学钝化稳定锌负极！

水系锌离子电池(ZIBs)是电网规模储能的一个有吸引力的选择，这对于将可再生能源与电能基础设施整合至关重要。水系ZIBs的循环稳定性取决于锌负极的电化学可逆性，锌负极的电化学可逆性通常会因其腐蚀和树枝状锌沉积而恶化。

西湖大学黄嘉兴等展示了一种简单快速的表面钝化策略，以显著提高锌负极的循环稳定性。

图1 KMnO₄对各种形式锌金属的钝化

这里将Zn负极浸泡在KMnO₄溶液中进行简单处理，即可得到约65 nm厚的均匀且坚固钝化层，这极大地提高了Zn²⁺沉积/剥离过程的均匀性，并提高了Zn电极的耐腐蚀性。这种处理与锌电极的几何形状无关，并且能够在复杂的表面曲率上形成保形和超薄涂层，它使电极能够承受制备和加工过程中引入的表面和边缘缺陷，而且与实际的电池制造工艺兼容。

图2 对称电池性能

实验显示，溶液处理后的Zn电极在1 mA cm^-2和1 mA h cm^-2下的循环稳定性被延长了约40倍。在Zn||β-MnO₂配置的全电池测试中，具有钝化Zn负极的全电池在1.0 A g^-1的电流密度下循环300次后，容量保持率为68.7%，而采用未经处理Zn负极的电池在相同条件下只能保留7.4%的容量。

除了KMnO₄处理之外，还可以使用其他试剂在Zn上生长超薄钝化层，如含有H₂O₂、铈或钼酸盐的转化溶液。

图3 全电池性能

Chemical Passivation Stabilizes Zn Anode. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202109872

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西湖大学黄嘉兴AM：简单溶液浸泡，化学钝化稳定锌负极！

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