《AFM》中科大任晓迪：抗溶胀超分子水凝胶用于稳定Zn金属负极

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全文摘要 水系Zn金属电池有望实现大规模储能，但面临枝晶形成、体积变化和副反应等挑战。 在此， 中国科学技术大学 任晓迪教授团队 介绍了一种新型抗溶胀超分子交联水凝胶(SCH)界面，用于稳定Zn金属阳极。 SCH由环糊精分子与聚乙烯醇交联而成，提供了一种增强阳极稳定性的多方面方法。它通过为Zn 2+ 的运动创造明确的途径来均匀离子通量并抑制Zn枝晶的生长。超分子结构选择性捕获SO 4 2- 离子，有效溶解Zn 2+ 以及实现快速离子传输。此外，通过破坏水团簇氢键，SCH减少了自由水活性，减轻了Zn表面的腐蚀。电化学测试证明了SCH-Zn的优异性能，对称电池在4 mA cm -2 /2 mAh cm -2 和10 mA cm -2 /5 mAh cm -2 下的使用寿命分别为1800小时和1100小时。Zn||Cu半电池在500次循环中保持99.7%的库仑效率，而带有聚苯胺阴极的全电池在5 A g -1 下表现出1500次循环的稳定循环 ………………………………