在锌负极上使用人工界面保护涂层(IPC)是一种抑制枝晶生长的有效方法,它能够限制并均匀化锌离子的通量。然而,在沉积剥离循环过程中,锌的反复变形会导致IPCs断裂或脱落,同时还会形成有害的界面间隙。
基于此,2025年3月4日,复旦大学王飞等人在国际期刊Advanced Materials发表题为《Covalent Anchoring of Mechanical Polymer for Highly Stable Zinc Metal Batteries》的研究论文。
在此,研究人员使用机械坚固的氟化聚酰亚胺纳米膜(FPI)在锌底物上开发了高度耐用的IPC。这种独特的FPI界面相通过电负性氟原子与Zn形成强共价键,促进Zn的沉积/剥离,同时保持界面粘附。FPI薄膜具有优异的回弹性、模量和低蠕变性能,可抵抗沉积锌的冲击应力,确保结构的完整性。
使用该FPI涂层,FPI – Cu||Zn半电池在Zn2+沉积/剥离4000 h内表现出较高可逆性,库仑效率保持在99.33%以上。当与MnO2正极耦合时,MnO2||FPI-Zn全电池具有超过5000次循环的长寿命,具有75.21%的高比容量保持率。
这项研究强调了在IPCs的定制兼容性和机械性能之间实现平衡以调节锌界面化学的重要性。
Covalent Anchoring of Mechanical Polymer for Highly Stable Zinc Metal Batteries, Advanced Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adma.202500596.
复旦大学王飞,发表AM!
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