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2024年11月4日下午2:51 • 顶刊解读

研究概述

缓慢的传输动力学和不良的枝晶生长严重阻碍了锌金属电池的性能。

基于此，2024年10月28日，湖北大学王浩教授/万厚钊教授、中国科学院福建物质结构研究所陈驰副研究员在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Bifunctional Ion Rectification Layer Separators Toward Superior Reversible Dendrite-Free Zinc Metal Anodes》的研究论文。

在此，研究人员开发了一种独特的双功能离子整流策略，使用真空蒸发技术设计了一种涂层隔膜，以实现高效的离子传输。

高导电性的铜涂层隔膜充当离子再分配器，确保电场分布均匀。

铜涂层的优异亲锌性充当离子加速器，促进离子传输，并促进锌在隔膜上的面对面沉积。

因此，这种协同作用使电池能够在高电流密度（8 mA cm^-2时累积容量高达10 800 mAh cm^-2）和高放电深度（94%DOD时超过200小时）下稳定运行。

铜涂层隔膜展现出超过2400小时的可逆沉积/剥离寿命，平均库仑效率为99.88%。

值得注意的是，铜涂层隔膜显著增强了Zn||V₆O₁₃和Zn||MnO₂全电池的倍率性能和循环容量。

这种具有双功能离子整流策略的功能隔膜为锌金属负极的挑战提供了一个有希望的解决方案。

图文解读

图1：不同隔膜对锌沉积形态和锌枝晶生长的影响

图2：Zn||Zn电池的循环性能和锌沉积行为

图3：Zn||V₆O₁₃和Zn||MnO₂全电池的电化学性能

文献信息

Bifunctional Ion Rectification Layer Separators Toward Superior Reversible Dendrite-Free Zinc Metal Anodes, Advanced Functional Materials, 2024.

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