近日,化材学院王宏飞博士在国际知名学术期刊 Angew. Chem. Int. Ed. 在线发表研究论文“A zincophilic and negatively-charged self-reconstructed stratified interface for regulating Zn2+ conduction and nucleation toward conformal dendrite-free deposition”(原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202523653)。Angew. Chem. Int. Ed.是化学、能源与材料科学领域最具影响力的刊物之一,为中科院分区一区Top期刊,最新影响因子为16.1。浙江师范大学为第一通讯单位,王宏飞博士为通讯作者,化材学院2023级硕士研究生杨峰为论文第一作者。
当前,构建人工SEI已成为稳定锌负极的关键手段之一。然而,现有界面保护层往往功能单一:导电金属夹层虽能均匀化电场并提供亲锌位点,却难以有效阻隔电解液与电极的直接接触,导致副反应持续发生;而部分无机涂层虽能调控离子扩散、抑制枝晶,却常因界面接触电阻大、离子迁移受限等问题在高电流密度下引发显著极化。因此,如何实现亲锌性与高效离子传导的协同调控,同时抑制副反应并引导锌均匀沉积,仍是该领域亟待解决的核心科学问题。

鉴于此,本文提出了一种新型的复合相NaMgF3/Na3InF6纳米立方界面层(NMIF@Zn),该界面层在电镀过程中发生原位重构,形成分层结构:内层通过优先还原In3+形成亲锌金属In层,外层保留带负电的氟化物纳米立方体。这种重构后的界面层不仅增强了电双层结构,还构建了富含亲锌位点的离子通道,显著降低了离子迁移屏障和成核过电位,实现了无枝晶的保形沉积。实验结果表明,NMIF@Zn对称电池在3 mA cm–2/3 mAh cm–2条件下稳定循环2000小时,并在高达81.9%的放电深度下仍保持稳定运行。与MnO2正极匹配的全电池在低N/P比(1.5)和软包电池中均表现出优异的能量密度和安全性。
编辑:武艳