中南侯红帅Nano Energy：多功能氟化碳点人工SEI层实现超稳定锌阳极

稳定锌阳极是水系锌离子电池（ZIBs）的一项系统工程，需要解决枝晶生长、腐蚀、析氢和其他副反应等诸多问题。要一次性解决这些问题，迫切需要开发一种锌阳极保护层。

图1. 理论计算

中南大学侯红帅等在锌阳极表面构建了带有三种亲锌基团（-C=O、-CHO和-F）的疏水多功能氟化碳点（F-CDs）保护层。正如预期的那样，F-CDs层上的这些亲锌基团起到了亲锌位点的作用，从而实现了锌的均匀沉积。特别是，-F基团可在F-CDs层下原位促进ZnF₂的形成，而ZnF₂层通常被视为固态Zn²⁺导体层，可进一步均匀沉积锌。

此外，实验结果还表明，F-CDs层与原位生成的ZnF₂界面层相结合，不仅能综合解决上述问题，还能诱导Zn沉积在优选的(002)平面上。

图2. 半电池性能

因此，在对称电池中，Zn@F-CDs阳极在1 mA cm^-2电流条件下保持了超过3500小时的出色循环寿命。值得注意的是，改性Zn||Cu电池的平均CE值也有所提高（99.32%）。此外，与裸锌全电池相比，组装的Zn@F-CDs||NH₄V₄O₁₀全电池的电化学性能也有所提高。毫无疑问，构建疏水和亲锌性F-CDs材料是实现稳定锌阳极的有效方法。

图3. 全电池性能

Multifunctional Fluorinated Carbon Dots Artificial Interface Layer Coupled with in-situ Generated Zn2+ Conductor Interlayer Enable Ultra-stable Zn Anode. Nano Energy 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109053

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