北京科技大学，ESM：大尺寸阴离子增强溶剂化结构实现无枝晶高度可逆锌负极

主要观点总结

本文介绍了北京科技大学周丹副教授课题组在国际知名期刊上发表的关于大尺寸阴离子增强溶剂化结构实现无枝晶高度可逆锌负极的研究。研究通过引入DTPA新型溶剂化结构，实现了锌负极的优异循环性能和高度可逆性。研究还展示了该技术在全电池中的应用潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

水系锌离子电池具有能量密度高、原料丰富、安全性高、成本低等特点。然而，锌阳极的析氢反应和Zn 2+ 的快速和不均匀沉积导致枝晶的产生，从而影响电池性能。

关键观点2: 研究简介

研究提出了一种全新的阴离子增强Zn 2+ 溶剂化结构，并探讨了溶剂化结构特征与副反应以及锌离子电沉积过程之间的关系。

关键观点3: 要点一：DTPA的作用

DTPA的引入形成了全新的大尺寸溶剂化结构，具有原先两倍以上的尺寸和更大的脱溶活化能。这改善了Zn 2+ 的电沉积过程，实现了平坦且均匀的锌负极形貌。

关键观点4: 要点二：全新的防腐蚀保护层

DTPA拥有远高于水分子与锌之间的吸附能，可以在负极处形成一层牢固可靠的防腐蚀保护层，拓宽电化学稳定窗口。

关键观点5: 要点三：优异的电化学性能

在协同作用下，锌负极拥有超过3850 h的优异循环性能，并且在严格的放电深度为80%时也具有1050 h的高可逆性。

关键观点6: 要点四：全电池的应用

采用NaV 3 O 8 ·1.5H 2 O正极组装的全电池可稳定运行1800次，容量保持率高达90.8%。全电池在高负载和低工作电流下仍具有稳定的运行寿命。

关键观点7: 研究总结

通过将大尺寸DTPA加入电解液中获得稳定的Zn阳极，实现了无枝晶的锌沉积。DTPA通过与Zn 2+ 的强相互作用和丰富的亲锌位点，实现了平滑致密的Zn沉积，并起到了保护层的作用，提高了锌阳极的循环稳定性和库仑效率。

文章预览

科学材料站 文 章 信 息 大尺寸阴离子增强溶剂化结构实现无枝晶高度可逆锌负极 第一作者：白欣雨 通讯作者：周丹* 单位：北京科技大学 科学材料站 研 究 背 景 水系锌离子电池具有能量密度高、原料丰富、安全性高、成本低等特点。然而，由于锌阳极通常在弱酸性电解液中工作，析氢反应（HER）的氧化还原电位会高于Zn 2+ /Zn的氧化还原电位，最终导致H 2 的释放并伴随着OH − 的局部富集，从而在锌阳极表面产生大量副产物。同时，随着Zn 2+ 的快速和不均匀沉积，还会诱导枝晶的不受控制的生长，导致电池短路和失效。 科学材料站 文 章 简 介 近日， 北京科技大学周丹副教授课题组 在国际知名期刊 Energy Storage Materials 上发表题为 “Achieving Dendrite-Free Zinc Deposition by Large-Size Anion-Reinforced Solvated Structures for Highly Reversible Zinc Anode” 的研究论文。本研 ………………………………