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由于鋅負極表面不均勻的電場和水引起的寄生反應加劇了鋅枝晶的內在生長，這在很大程度上阻礙了可充水系鋅離子電池在大規模儲能中的實際應用。

山東大學王建軍、劉宏、張進濤等，同時防止絕緣副產品（Zn₄SO₄(OH)₆·xH₂O）的產生，以改善鋅負極的沉積/剝離。

圖1. β-CD的分子結構和表征

?β-CD超分子獨特的環形空腔結構具有疏水性，不僅有利于鋅離子的脫溶劑化，而且由于電荷屏蔽和釘住效應，有利于調節鋅離子的擴散途徑和沉積點。仿真結果表明，β-CD分子更傾向于水平吸附在Zn（002）平面上，調節Zn²⁺的擴散途徑和沉積點，使Zn沿（002）平面沉積而不形成枝晶，并通過促進[Zn(H₂O)₆]²⁺的脫溶劑化，抑制H₂的生成和Zn₄SO₄(OH)₆·xH₂O的形成。

圖2. 對稱電池性能

因此，β-CD賦予了Zn負極超過1700次循環的99.56%的高庫侖效率，以及在4 mA cm^-2條件下超過1700小時的長時間循環穩定性，并且沒有短路。更有希望的是，在40 mA cm^-2的超高電流密度下，添加了β-CD的Zn//Zn對稱電池可以穩定運行至少75小時，遠遠超過了在純ZnSO₄電解液中的運行時間。

此外，加入β-CD的Zn//V₂O₅全電池在6 A g^-1的條件下循環1000次后，可以保持較高的容量保持率。總之，這項工作證明了β-CD在穩定Zn負極方面的顯著效果，并為設計各種水系離子電池的多功能電解液提供了啟示。

圖3. 全電池性能

Ultra-Stable Aqueous Zinc Batteries Enabled by β-Cyclodextrin: Preferred Zinc Deposition and Suppressed Parasitic Reactions. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202207732

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王建軍&劉宏&張進濤AFM：β-環糊精添加劑實現的超穩定水系鋅電池

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