北化工于乐教授，联手楼雄文教授，最新AM！

第一作者：Ya Qi Zheng

通讯作者：于乐，楼雄文

通讯单位：北京化工大学，香港城市大学

楼雄文，1978年出生于浙江省金华市金东区曹宅镇金溪村，纳米领域专家，新加坡工程院院士，新加坡国家科学院院士，欧洲工程院院士，香港城市大学讲座教授。

于乐，北京化工大学，教授，博士生导师、硕士生导师、专业硕士导师。

论文速览

在深海探险的未知世界里，深海设备要在驻留疲劳条件下持续稳定运行。这意味着所配备的储能装置必须能够承受不断变化的压力。应考虑特殊的机械设计，以在这种极端条件下保持电极的电化学性能。

本论文针对深海设备在驻留疲劳条件下工作的需求，开发了一种新型的Ag修饰的还原氧化石墨烯（AGF），作为锌金属阳极（ZMA）的超弹性和坚固的宿主材料。通过湿压组装工艺，构建了高度多孔且坚固的框架结构，其中还原氧化石墨烯（rGO）与Ag之间的强协同效应进一步保证了AGF的超弹性和极高的机械强度。

均匀分散在rGO片上的Ag物种作为亲锌位点，有效促进了锌的均匀沉积。此外，AGF为充放电过程中的体积膨胀提供了足够的空间。实验结果表明，使用AGF@Zn宿主的对称电池在50%的放电深度下展示了超过400小时的长寿命，并且在变化压力下实现了稳定的锌沉积/剥离。

图文导读

图1：AGF的合成过程。

图2：AGF宿主材料在半电池中的锌沉积/剥离性能优于GF宿主材料。

图3：在不同条件下AGF和锌箔上锌沉积的原位光学观察结果，以及对称电池在不同电流密度下的循环性能和不同宿主材料的倍率性能比较。

图4：模拟深海环境，在不同堆叠压力下AGF宿主材料的锌沉积行为，以及在不同压力下AGF@Zn对池的循环性能。

图5：不同电流密度下的充放电曲线、倍率能力和循环性能。

总结展望

本文通过多步骤组装策略合成了一种新型的AGF，作为极端环境下锌金属阳极的宿主材料。AGF的致密结构和rGO与Ag之间的强协同效应，提高了材料的弹性和机械强度。

同时，AGF的多孔框架结构和Ag修饰为锌的优先沉积提供了空间。实验结果表明，AGF宿主材料在高电流密度和放电深度下实现了稳定的锌沉积/剥离，并且在变化的压力和驻留疲劳条件下保持了高性能。

这些发现为开发适用于深海等极端环境的高安全性和高可靠性电池系统提供了重要的材料基础。

文献信息

标题：Decoration of Ag Species into rGO Foam as A Superelastic and Robust Host toward Stable Zn Metal Anodes Under Dwell-Fatigue Condition

期刊：Advanced Materials

DOI：10.1002/adma.202405906