近日，徐锡金教授团队在水系储能领域取得重要研究进展，相关工作以题为" Constructing a Multifunctional SEI Layer Enhancing Kinetics and Stabilizing Zinc Metal Anode"的研究论文发表于顶级期刊Advanced Functional Materials上，中科院一区，影响因子18.5。硕士研究生李定政为论文第一作者，王成刚副教授和徐锡金教授为共同通讯作者，济南大学为第一完成单位。
水系锌离子电池极具应用潜力，然而锌金属负极的界面副反应严重影响了电池的循环寿命。本工作通过在电解液中添加少量的4-氨基丁烷-1-磷酸（ABPA），构建稳定的电极电解液界面，提高锌负极的循环稳定性。ABPA首先吸附在锌阳极表面，然后进一步分解成含有氨基、残留碳链和磷酸锌的高导电性有机/无机复合原位SEI层。在SEI层中，残余的未分解碳链促进Zn2+的脱溶，氨基诱导Zn2+均匀电镀，磷酸锌促进Zn2+的快速迁移。因此，原位SEI层不仅抑制了与水相关的副反应，而且提高了Zn2+的传输动力学。基于此，Zn||Zn对称电池在50 mA cm-2和1 mAh cm-2下的循环寿命超过13000次。在Zn||Cu半电池中，1000多次循环的平均库仑效率高达99.72%。Zn||I2全电池在40,000次循环后的容量保持率达91.42%。此外，49 mAh的软包电池在循环300次后，容量保持率达80.28%，在1000次循环后仍达61.22%。
图1. ABPA在锌金属负极界面吸附行为以及抗腐蚀行为 图2. Zn2+-ABPA在锌金属负极分解为有机/无机复合SEI层
图3.锌金属负极电镀形貌表征 图4.界面调控机制示意图
图5. Zn||Zn对称电池在不同电解质中的电化学性能 图5. Zn||I2全电池在不同电解质中的电化学性能
文章链接：Constructing a Multifunctional SEI Layer Enhancing Kinetics and Stabilizing Zinc Metal Anode. Dingzheng Li, Chuanlin Li, Wenjie Liu, Hongxia Bu, Xixi Zhang, Titi Li, Jing Zhang, Mengzhen Kong, Xiao Wang, Chenggang Wang*, Xijin Xu* DOI: 10.1002/adfm.202415107.
