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水系鋅金屬電池作為儲能系統具有相當大的潛力；然而，它們的應用受到枝晶生長和可逆性差的極大限制。

圖1. 材料制備及表征

韓國東國大學Woochul Yang、Guicheng Liu等通過等離子體輔助的表面改性，在基材（Ti、Zn、Cu和鋼）上均勻地構建了F摻雜的碳納米顆粒（FCNPs），從而賦予了鋅金屬的可逆性和均勻沉積。

具有高表面電荷密度的FCNPs作為成核輔助劑，可形成許多均勻的鋅核點，以促進鋅的三維生長，這改善了鋅的沉積動力學，并實現鋅的均勻沉積。此外，循環過程中產生的ZnF₂固體電解質界面有助于快速傳質，增強鋅的可逆性，同時抑制副反應。

圖2. 半電池性能

因此，受益于上述優勢，P-Ti與Zn耦合的半電池在500次循環中表現出99.47%的平均庫倫效率。基于P-Zn負極的對稱電池在5 mA cm^-2的電流密度下，呈現出超過1500小時的壽命。

此外，值得注意的是，該電池即使在50 mA cm^-2時仍可工作100小時。作者相信，這種巧妙的表面改性策略擴大了均勻金屬沉積的革命性方法，以及無枝晶的可充電池系統。

圖3. 全電池性能

F-Doped Carbon Nanoparticles-Based Nucleation Assistance for Fast and Uniform Three-Dimensional Zn Deposition. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202300398

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