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第一作者：Ya Qi Zheng

通訊作者：于樂，樓雄文

通訊單位：北京化工大學，香港城市大學

樓雄文，1978年出生于浙江省金華市金東區曹宅鎮金溪村，納米領域專家，新加坡工程院院士，新加坡國家科學院院士，歐洲工程院院士，香港城市大學講座教授。

于樂，北京化工大學，教授，博士生導師、碩士生導師、專業碩士導師。

論文速覽

在深海探險的未知世界里，深海設備要在駐留疲勞條件下持續穩定運行。這意味著所配備的儲能裝置必須能夠承受不斷變化的壓力。應考慮特殊的機械設計，以在這種極端條件下保持電極的電化學性能。

本論文針對深海設備在駐留疲勞條件下工作的需求，開發了一種新型的Ag修飾的還原氧化石墨烯（AGF），作為鋅金屬陽極（ZMA）的超彈性和堅固的宿主材料。通過濕壓組裝工藝，構建了高度多孔且堅固的框架結構，其中還原氧化石墨烯（rGO）與Ag之間的強協同效應進一步保證了AGF的超彈性和極高的機械強度。

均勻分散在rGO片上的Ag物種作為親鋅位點，有效促進了鋅的均勻沉積。此外，AGF為充放電過程中的體積膨脹提供了足夠的空間。實驗結果表明，使用AGF@Zn宿主的對稱電池在50%的放電深度下展示了超過400小時的長壽命，并且在變化壓力下實現了穩定的鋅沉積/剝離。

圖文導讀

圖1：AGF的合成過程。

圖2：AGF宿主材料在半電池中的鋅沉積/剝離性能優于GF宿主材料。

圖3：在不同條件下AGF和鋅箔上鋅沉積的原位光學觀察結果，以及對稱電池在不同電流密度下的循環性能和不同宿主材料的倍率性能比較。

圖4：模擬深海環境，在不同堆疊壓力下AGF宿主材料的鋅沉積行為，以及在不同壓力下AGF@Zn對池的循環性能。

圖5：不同電流密度下的充放電曲線、倍率能力和循環性能。

總結展望

本文通過多步驟組裝策略合成了一種新型的AGF，作為極端環境下鋅金屬陽極的宿主材料。AGF的致密結構和rGO與Ag之間的強協同效應，提高了材料的彈性和機械強度。

同時，AGF的多孔框架結構和Ag修飾為鋅的優先沉積提供了空間。實驗結果表明，AGF宿主材料在高電流密度和放電深度下實現了穩定的鋅沉積/剝離，并且在變化的壓力和駐留疲勞條件下保持了高性能。

這些發現為開發適用于深海等極端環境的高安全性和高可靠性電池系統提供了重要的材料基礎。

文獻信息

標題：Decoration of Ag Species into rGO Foam as A Superelastic and Robust Host toward Stable Zn Metal Anodes Under Dwell-Fatigue Condition

期刊：Advanced Materials

DOI：10.1002/adma.202405906

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