香港城市大学吕坚院士ACS Nano: 机械-化学协同调控策略提高水系锌金属电池使用寿命

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【研究背景】 水系Zn金属电池因其高安全性、低成本、环境友好、高容量等特性受到广泛关注，在大规模静态储能领域具有巨大的应用前景。然而，在水系电解液中，Zn金属负极存在枝晶生长与自腐蚀等问题，严重影响到电池的电化学性能。在Zn金属负极表面构建亲Zn改性层以调控Zn 2+ 沉积及提升其耐蚀性是一种常用的有效策略，但这种基于化学调控的改性层，在枝晶萌生后，由于Zn枝晶的高生长应力容易失效。 【工作介绍】 基于存在的Zn枝晶生长应力问题，近日香港城市大学吕坚院士团队提出了一种机械-化学协同调控策略进行Zn金属负极改性层设计。通过在金刚石内部实现局部石墨化，获得了一种具有非晶-晶体异质结构的纳米双相金刚石(NDPD)。实验及理论计算结果表明，NDPD作为Zn负极改性层，丰富的晶体-非晶异质界面有效提升改性层的亲Zn性，优 ………………………………