南方科技大学曾林&赵天寿教授课题组开发了两种由氮掺杂石墨烯纳米纤维簇锚定在改性多通道碳的垂直石墨烯阵列组成的三维分级石墨烯矩阵。具有径向碳通道的石墨烯矩阵具有高的表面积和孔隙率，有效地减小了表面局部电流密度，调控了Zn²⁺离子浓度梯度，均匀化了电场分布，从而调控了Zn的沉积。因此，在120 mA cm^-2的电流密度下，经过3000次循环后，该复合材料的库伦效率高达99.67%，在80 mA cm^-2和80 mAh cm^-2的电流密度下，对称电池可以实现2600 h的无枝晶循环。所设计的全电池具有16.91 mAh cm^-2的优异容量。与活性炭匹配的Zn电容器在40 mA cm^-2下表现出优异的20000次循环的长期循环性能。这种为锌负极构建三维分级结构的策略可能为金属负极在高倍率和高容量下运行开辟一条新的途径。相关论文以题为“3D hierarchical graphene matrices enable stable Zn anodes for aqueous Zn batteries”的论文发表在Nature Communications上。