郭再萍/王庆红/毛建峰EES：用于Zn负极循环的原位多功能聚合物SEI的仿生设计

固体电解质界面（SEI）可高度设计用于抑制可充电水系锌离子电池（RAZB）中锌枝晶生长和锌负极与电解液之间的副反应，但它仍然是一个挑战。

在此，澳大利亚阿德莱德大学郭再萍教授、伍伦贡大学毛建峰博士及江苏师范大学王庆红副教授等人受生物粘附原理的启发，通过多巴胺添加剂的原位电化学聚合过程，在锌负极上成功构建了稳定的聚多巴胺SEI。

这种原位聚合物SEI具有多功能特征：具有丰富的官能团和突出的亲水性，可调节Zn成核以实现无枝晶Zn沉积；具有高的Zn²⁺电导率，实现Zn²⁺的快速传输。此外，其强大的粘附能力可阻止界面副反应。

图1. 聚合物SEI的形成示意图和锌电极的表征

因此，即使在超高电流密度和面积容量（30 mA cm^-2、30 mA h cm^-2）下锌负极仍然表现出高可逆性（库仑效率为99.5%）和出色的稳定性。

此外，在贫电解液（9 μL mAh^-1）和低负正极容量比（~ 2）条件下，Zn/V₂O₅全电池的寿命得到了延长。这项工作为水系电池的SEI设计提供了灵感，并促进了RAZBs的实际应用。

图2. 聚合物SEI的多功能特性

图3. Zn/V₂O₅全电池的电化学性能

Bio-inspired design of an in-situ multifunctional polymeric solid-electrolyte interphase for Zn metal anode cycling at 30 mA cm^-2 and 30 mAh cm^-2, Energy & Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/D1EE01851E

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/23/aada85fc83/

郭再萍/王庆红/毛建峰EES：用于Zn负极循环的原位多功能聚合物SEI的仿生设计

相关推荐

发表回复