近日，徐錫金教授團隊在水系儲能領(lǐng)域取得重要研究進展，相關(guān)工作以題為" Constructing a Multifunctional SEI Layer Enhancing Kinetics and Stabilizing Zinc Metal Anode"的研究論文發(fā)表于頂級期刊Advanced Functional Materials上，中科院一區(qū)，影響因子18.5。碩士研究生李定政為論文第一作者，王成剛副教授和徐錫金教授為共同通訊作者，濟南大學(xué)為第一完成單位。

水系鋅離子電池極具應(yīng)用潛力，然而鋅金屬負極的界面副反應(yīng)嚴重影響了電池的循環(huán)壽命。本工作通過在電解液中添加少量的4-氨基丁烷-1-磷酸（ABPA），構(gòu)建穩(wěn)定的電極電解液界面，提高鋅負極的循環(huán)穩(wěn)定性。ABPA首先吸附在鋅陽極表面，然后進一步分解成含有氨基、殘留碳鏈和磷酸鋅的高導(dǎo)電性有機/無機復(fù)合原位SEI層。在SEI層中，殘余的未分解碳鏈促進Zn²⁺的脫溶，氨基誘導(dǎo)Zn²⁺均勻電鍍，磷酸鋅促進Zn²⁺的快速遷移。因此，原位SEI層不僅抑制了與水相關(guān)的副反應(yīng)，而且提高了Zn²⁺的傳輸動力學(xué)。基于此，Zn||Zn對稱電池在50 mA cm^-2和1 mAh cm^-2下的循環(huán)壽命超過13000次。在Zn||Cu半電池中，1000多次循環(huán)的平均庫侖效率高達99.72%。Zn||I₂全電池在40,000次循環(huán)后的容量保持率達91.42%。此外，49 mAh的軟包電池在循環(huán)300次后，容量保持率達80.28%，在1000次循環(huán)后仍達61.22%。

                 圖1. ABPA在鋅金屬負極界面吸附行為以及抗腐蝕行為                圖2. Zn²⁺-ABPA在鋅金屬負極分解為有機/無機復(fù)合SEI層

                                 圖3.鋅金屬負極電鍍形貌表征                                                      圖4.界面調(diào)控機制示意圖

                     圖5. Zn||Zn對稱電池在不同電解質(zhì)中的電化學(xué)性能                       圖5. Zn||I₂全電池在不同電解質(zhì)中的電化學(xué)性能

       撰稿：王成剛  編輯：弋媛  審核：王曉