發(fā)展先進的電網規(guī)模的儲能裝置是未來應對能源危機的一大策略。水系鋅離子電池由于其高安全性、高能量密度、環(huán)境友好以及低成本等優(yōu)勢，被視為最具潛力的電化學儲能系統(tǒng)之一，并因此受到越來越多的關注。
然而，水系鋅離子電池目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，比如，鋅金屬負極在水中熱力學不穩(wěn)定的特性以及不可控的鋅枝晶生長造成電池性能迅速衰退甚至失效。
近日，哈爾濱工業(yè)大學（深圳）黃燕教授團隊使用?；撬嶙鳛殡娊庖禾砑觿?，設計了一種同時調控電解液pH和原位構建負極-電解液界面的協同策略，抑制了枝晶生長和界面副反應，使鋅負極在高電流密度和面積容量下展現出超高的穩(wěn)定性。
暴露于自由水分子中的鋅負極通常會發(fā)生競爭性析氫、腐蝕以及氫氧根濃度上升導致的產物鈍化等寄生反應。牛磺酸分子同時具有酸性基團（磺酸基團）與堿性基團（氨基），可以實現電解液的pH調節(jié)，避免過量氫氧根在界面富集導致堿式硫酸鋅副產物的形成；同時，在鋅負極表面優(yōu)先吸附的牛磺酸分子可以避免鋅負極的過度暴露，抑制因水引起的諸多副反應的發(fā)生，提高鋅負極熱力學穩(wěn)定性。 同時，表面吸附的牛磺酸在電化學過程中能夠優(yōu)先被還原，原位形成無機/有機的雜化界面。該界面具有促進鋅離子去溶劑化，調節(jié)鋅離子沉積的作用，進一步提升鋅負極的穩(wěn)定性。 因此，該協同策略賦予鋅負極在大電流密度和高面積容量下超高的循環(huán)穩(wěn)定性。該工作為開發(fā)高性能水系鋅離子電池提供了新的方案。 論文信息 Synergistic Modulation of In-Situ Hybrid Interface Construction and pH Buffering Enabled Ultra-Stable Zinc Anode at High Current Density and Areal Capacity Kefeng Ouyang, Sheng Chen, Dr. Wei Ling, Mangwei Cui, Dr. Qing Ma, Prof. Kun Zhang, Prof. Peixin Zhang, Prof. Yan Huang 文章的第一作者是哈爾濱工業(yè)大學（深圳）博士生歐陽珂豐和四川大學博士生陳勝。通訊作者是深圳大學張培新教授和哈爾濱工業(yè)大學（深圳）黃燕教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202311988
