何会兵&黄燕平Adv. Sci.：构筑固体锌离子导体界面实现耐用和快充锌金属电池

高的锌离子脱溶剂化能、迟缓的锌沉积动力学和顶部的锌沉积模式是实现实用锌负极的关键挑战。

广西大学何会兵、黄燕平等通过引入焦钒酸锌（ZVO）作为固体锌离子导体界面来解决上述问题，以诱导锌在该层下顺利和快速沉积。

图1. Zn²⁺在Zn金属基体上沉积前的迁移行为以及运输、脱溶剂化和沉积过程

研究显示，固体Zn离子-导体界面层表现出33.67 kJ mol^-1的低活化能，1.91 mS cm^-1的高离子电导率，0.73的大Zn²⁺转移数，以及3.9 × 1010 Ω cm^-1的高电子电阻率。因此，ZVO层降低了锌离子的脱溶剂化能，并加速了锌的沉积动力学。

此外，ZVO层的绝缘性和离子导电性使得锌沉积可以有效避免H₂O/O₂引起的腐蚀和副产品的形成。

图2. 半电池性能

因此，采用Zn@ZVO负极的对称电池在10mA cm^-2的高电流密度下表现出1050小时的良好的循环性能，并具有低电压滞后。

此外，Zn@ZVO/V₂O₅全电池在2 A g^-1的条件下经过1000次循环后，实现了79.1%的卓越容量保持。

这些结果表明，使用固体锌离子导体界面来提升锌负极的动力学性能、抑制寄生反应和延长循环性能是很有前景的。

图3. 全电池性能

Regulating Zn Ion Desolvation and Deposition Chemistry Toward Durable and Fast Rechargeable Zn Metal Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202205874

何会兵&黄燕平Adv. Sci.：构筑固体锌离子导体界面实现耐用和快充锌金属电池

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