忻获麟AEM：自加速阳离子迁移实现超高倍率和长寿命锌金属负极

水系锌离子电池因其显著的高安全性和可持续性而受到前所未有的关注，但由于反应界面处的随机离子扩散和缓慢的离子补充，它们的寿命在很大程度上受到锌金属负极不良可逆性的限制。

美国加州大学欧文分校忻获麟等人提出了一种用于锌金属负极的富含隧道和电晕极化的铁电聚合物-无机复合薄膜涂层，以同时缓解不均匀的阳离子扩散和缓慢的阳离子补充问题。

经验证，额外的极化处理可以最大限度地提高沿指定极化方向的压电性，这使得极化涂层内的锌离子迁移速度比未处理涂层内或裸锌表面上更快。结果表明，与未经处理的铁电涂层和裸锌相比，极化铁电涂层在沉积过程中可以更好地分散和自加速离子在涂层/锌界面处的迁移，从而即使在超高倍率下也能实现紧凑且水平排列的锌形态。

结果，表面改性的锌金属负极实现了超过 6500 mAh cm^-2（10 mA cm^-2）的最大累积沉积容量，显示出非凡的Zn沉积/剥离可逆性。此外，所构建的水系Zn||MnO₂电池在 3 mA cm^-2下1000 次循环中表现出优异的耐久性。这项工作为在界面离子扩散尺度上稳定锌金属电沉积提供了新的见解。

忻获麟AEM：自加速阳离子迁移实现超高倍率和长寿命锌金属负极

图1. 极化BaTiO₃涂层锌的设计和表征

忻获麟AEM：自加速阳离子迁移实现超高倍率和长寿命锌金属负极

图2. 极化BaTiO₃涂层修饰的Zn 上Zn沉积图案

Ultrahigh-Rate and Long-Life Zinc–Metal Anodes Enabled by Self-Accelerated Cation Migration. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202100982

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