与常用的锌箔负极相比,锌粉(ZP)负极具有更好的通用性和可加工性。
然而,在水系电解质中,由于锌粉的粗糙表面和高比表面积,锌粉负极中的枝晶生长和副反应(如腐蚀和析氢)比锌箔负极更为严重,导致其可逆性较差,且在高负载质量正极中存在限制。
基于此,2025年3月25日,香港城市大学吕海明、支春义等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《A Multifunctional Binder for Current-Collector-Free Zn Powder Anodes》的研究论文。
在本研究中,开发了一种受蛋白质结构启发的二异氰酸酯-聚四氢呋喃-二肼聚合物(DDP)粘结剂。
该粘结剂对Zn²⁺具有很强的吸附能力,能有效调节Zn²⁺通量,其独特的氢键阵列有助于形成自支撑的锌粉负极,并抑制副反应。
该粘结剂展现出优异的机械性能,使锌粉电极能够承受包括拉伸、纳米压痕、划痕和动态弯曲测试在内的各种机械应力。
锌粉对称电池在2和5 mAh cm⁻²的容量下实现了稳定的循环。
此外,DDP还作为碘正极,有效减轻了多碘化物穿梭效应。
所制备的ZP/DDP||I₂/DDP全电池即使在高负载条件下也展现出优异的倍率性能和循环稳定性。
本研究提出了一种制备稳定锌粉负极和碘正极的新方法,为大规模应用提供了一种有前景的策略。
A Multifunctional Binder for Current-Collector-Free Zn Powder Anodes,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202419702
