离子筛界面LZTO层

锌枝晶原地复活

这种离子筛界面能把析出的锌枝晶通过氧化还原反应变回锌离子，同时大幅加速锌离子扩散，让锌负极在高倍率、低温、碱性电解液中都保持稳定。

Liu, Zhenjie · Xi, Murong · Guanjie, Li · 黄玉代 · Jun, Xu · 王维 · Ding, Juan · Zhang, Shilin · Guo, Zaiping · Zhenjie, Liu

Advanced Materials 2024

参数信息

锌离子迁移数

0.796

最高稳定工作电流密度

50 mA cm-2

锌利用率

56.98 %

低温寿命提升倍数

4

碱性电解液寿命提升倍数

6

N/P 比

6.9

电解液用量（E/C）

20 µL mA h-1

技术优势

高锌利用下长循环

LZTO 离子筛提供有序离子通道，消除浓度梯度，使锌利用率达到 56.98% 时还能稳定运行 300 小时，减少锌过量设计，提升电池能量密度。

低温寿命翻四倍

离子筛界面保持 Zn2+ 快速传导，即使在 -40 °C 下，镀锌/剥离的可逆性仍优于裸锌，寿命延长至四倍，适合寒冷环境储能。

碱性体系寿命六倍

在碱性电解液中，LZTO 界面层保护锌负极免受腐蚀和枝晶侵害，循环寿命比裸锌延长六倍，可拓展至碱性锌电池体系。

应用场景

• 水系锌离子电池：在锌负极上原位构建离子筛层，消除枝晶，提高水系锌电的循环寿命和倍率性能。
• 高比能储能：通过允许高锌利用率（56.98%），减少负极锌过量，提升电池整体能量密度。
• 碱性锌电池：离子筛界面保护锌负极免受碱性腐蚀，将寿命延长六倍，适用于碱性锌基储能。
• 柔性锌电池：LZTO 离子筛可制备成涂层，在柔性基底上稳定工作，支撑柔性锌电池的循环需求。