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研究概述

以往的研究主要集中在促進電沉積鋅（Zn）的（002）晶面生長出平行于電極表面方向的薄Zn板，從而實現抑制枝晶生長的Zn負極。

基于此，2024年10月11日，溫州大學袁一斐教授/何坤副教授、深圳大學王振波教授（俄羅斯工程院外籍院士）在國際期刊Advanced Energy Materials發表題為《Achieving the Dendrite-Free Zn Anode by Inducing the (101)-Preferred Electrodeposition of Zn Crystals》的研究論文。

在此，研究人員用了一種新穎的方法，即在Zn箔上原位構建錫（Sn）改性層。

通過深入的橫截面形態分析，觀察到設計的Sn界面誘導Zn的（101）優先電沉積，導致Zn薄板以65°的通用角“直立”在電極表面上有序排列。

這種晶體學特性保證了電化學沉積的Zn層的平坦和致密形態，從而抑制了Zn枝晶生長和析氫等問題。

結果表明，無枝晶的Sn-Zn負極在1 mA cm^-2和0.5 mAh cm^-2條件下的長期循環穩定性達到了4000小時，與未改性鋅負極的50小時穩定性相比有了顯著提高。

本研究的發現為界面機理提供了深入的理解，并為金屬負極界面的創新設計具有指導意義。

圖文解讀

圖1：Sn層在Zn箔上的結構表征

圖2：電化學性能測試，顯示Sn-Zn負極在循環穩定性和過電位方面優于Zn負極

圖3：Sn-Zn負極在全電池的循環穩定性和電化學性能

文獻信息

Achieving the Dendrite-Free Zn Anode by Inducing the (101)-Preferred Electrodeposition of Zn Crystals,?Advanced Energy Materials,?2024.

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