盡管水系鋅電池由于其本身的安全性，已經成為鋰離子電池的一個更可持續的替代品，但其實際應用受到枝晶形成和析氫反應的限制。
北京理工大學陳人杰和李麗等首次將一種稀土金屬型添加劑–氯化鈰（CeCl3）應用于鋅電池，以作為一種有效、低成本、綠色的電解液添加劑，在鋅凸起周圍形成動態靜電屏蔽層，以誘導鋅的均勻沉積。
具體而言，CeCl3作為添加劑被引入到ZnSO4水系電解液中。原位光學顯微鏡和原位差分電化學質譜法（DEMS）成功地證實了CeCl3添加劑可以有效地抑制Zn枝晶的生長和析氫反應。
此外，實驗表征、第一原理計算和有限元模擬揭示了抑制Zn枝晶的基本機制：Ce3+可以優先選擇性地吸附在Zn負極的表面，形成H2O貧乏的電雙層，并通過靜電屏蔽效應抑制隨后的枝晶生長和析氫反應。
受益于電解液添加策略，含有CeCl3的Zn-Zn對稱電池在電流密度為2 mA cm-2時可以實現2600小時循環，在電流密度為40 mA cm-2時甚至可以實現3.6 Ah cm-2的沉積。當與商業LFP正極匹配組裝成全電池時，它可以在電流密度為2 C的情況下，在400次循環后提供80%的高容量保持率。
所有的結果都明顯優于無添加劑的情況，表明了這種新型陽離子CeCl3添加劑的卓越電化學特性。這項工作不僅提供了一條解決鋅負極問題的途徑，而且還擴大了AZBs電解液添加劑的視野。
A Self-Regulated Electrostatic Shielding Layer toward Dendrite-Free Zn Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202203104
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