同济黄云辉/伽龙Angew：自修复和脱溶剂化屏蔽层实现高容量长寿命锌负极

2023年10月15日下午8:29 • 顶刊解读

人工界面可以减轻副反应和金属（例如，Li、Na 和 Zn）枝晶的形成。然而，传统的电极在重复沉积/剥离过程中总是会发生故障，并且无法调节电极的电沉积行为。

同济大学黄云辉、伽龙等设计了一种富含酰胺键和醚键的自修复和脱溶剂化屏蔽层，以保护Zn电极并引导Zn电沉积。

设计的涂层显示出作为保护涂层的独特优势。首先，得益于酰胺键提供的分子间氢键，涂层表现出极好的自愈能力，可以原位修复电化学过程中循环引起的裂纹。其次，涂层中具有孤对电子的极性原子（如N和O）可通过配位减少水合Zn²⁺溶剂化鞘中的水分子，并抑制Zn|电解液界面处的随机Zn²⁺扩散。因此，自修复离子调节剂（SIR）可显著改善锌负极的电化学性能。

同济黄云辉/伽龙Angew：自修复和脱溶剂化屏蔽层实现高容量长寿命锌负极

图1. 对称电池性能

研究显示，即使只有360 nm的涂层，受保护的锌电极(SIR@Zn)也表现出无枝晶的锌沉积，在面积容量为2 mAh cm⁻²时具有> 3500 h的长期稳定性，以及在超高面积容量为20 mAh cm⁻²时> 950 h的稳定循环。

总之，这项工作阐明了合理设计用于锌金属保护的先进涂层的重要性，这也可能适用于其他金属负极。

同济黄云辉/伽龙Angew：自修复和脱溶剂化屏蔽层实现高容量长寿命锌负极

图2. SIR@Zn||VS₂电池性能

High-Capacity and Long-Life Zinc Electrodeposition Enabled by a Self-Healable and Desolvation Shield for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202114789

同济黄云辉/伽龙Angew：自修复和脱溶剂化屏蔽层实现高容量长寿命锌负极

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