水系锌离子电池(AZIBs)凭借高理论容量、丰富的锌资源以及良好的安全性,成为下一代储能器件的有力候选。然而,锌金属负极面临着不可控的析氢反应(HER)、腐蚀和枝晶生长等问题,这些挑战严重限制了AZIBs的进一步发展与实际应用。近日,哈工大材料结构精密焊接与连接全国重点实验室孙卿副研究员(通讯作者)和田艳红教授(通讯作者)联合哈工大(深圳)慈立杰教授(通讯作者)以及西班牙加泰能源所A. Cabot教授(通讯作者)等,在能源领域顶级期刊Energy & Environmental Science(IF=32.4)上发表了针对锌阳极枝晶问题的最新研究成果。研究表明,通过调控电解液溶剂化结构,诱导生成了无定形SEI膜可以有效促进了锌阳极的均匀电镀,增强离子传输动力学并抑制了枝晶生长。该研究的机理研究为电解质策略在推进高性能 AZIB 方面的关键作用提供了宝贵的见解。哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室为第一单位。作者研究了电极液添加剂对锌离子沉积和副反应的影响。SEM和共聚焦显微镜表明添加Zn(CF3COO)2后,有助于锌离子的均匀沉积,有效抑制了锌枝晶。所组装的对称电池在电流密度为2 mA cm-2时,电池的稳定循环寿命超过6个月(4600小时),相当于4.6 Ah cm-2的累计容量。即使在DOD为 87.1%情况下,电池仍保持180 小时的稳定循环。此外,作者组装了Zn||Cu半电池,以研究Zn镀层/剥离过程的可逆性。在电流密度为10mA cm-2和容量为1 mAh cm-2的条件下,使用添加剂电解液的电池在循环5500次后显示出高达99.7%的CE值。同时,全电池也表现出出色的电化学性能。