鋅作為一種環境友好、經濟實惠的負極材料具有廣泛應用的潛力，有待于解決活性物質損失和形狀變化引起的可充性問題。

近日，桑迪亞國家實驗室Timothy N. Lambert（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Energy. Mater.上發表了題為”High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating”的研究性論文。

NC-Celgard隔膜制備示意圖

一個自組裝的Nafion涂層Celgard 3501(NC-Celgard)隔膜被證明能夠使鋅負極在高放電深度(DOD_Zn)的堿性電解液中獲得前所未有的循環壽命。使用面積容量為60 mAh cm^-2的商用高能量密度電極，在20% DOD_Zn電池下測試的Zn-Ni電池可實現200次以上的循環，而50% DOD_Zn電池在失效前可實現100次以上的循環。

商用隔膜和NC-Celgard的氫氧化物濃度(摩爾)與時間的關系20%和50%的DOD電池在其生命周期中平均每周分別提供132和180 Wh L^-1的能量。這項工作證明了選擇性隔膜在不增加系統體積或復雜性的情況下提高能量密集型鋅電極的循環壽命的有效性。

隔膜的電化學性能測試

High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating(Adv. Energy Mater, 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101594)