超疏水HfO₂隔膜

锌负极界面稳定

介电HfO₂涂层通过电场极化与晶面调控协同稳定锌负极，同时超疏水特性抑制副反应，使电池实现长效循环。

Xinyao, Yuan · 章电 · 鲁红飞 · Yuhang, Song · Lyu, Nawei · 金阳

Advanced Science 2025

参数信息

对称电池循环寿命

4660 h

对称电池稳定运行时间

5050 h

容量保持率

87.75 %

软包电池容量

1.64 Ah

技术优势

电场自调控

HfO₂高介电常数在外电场刺激下自主生成定向电场，使界面电场和Zn²⁺通量分布均匀，抑制枝晶生长。

抑制副反应

隔膜的超疏水性有效抑制界面副反应，同时静电排斥减少SO₄²⁻迁移，降低水诱导腐蚀。

晶面择优取向

引导Zn²⁺沿Zn(100)和Zn(002)晶面沉积，促进独特的Zn(101)晶面优先暴露，锌沉积更均匀致密。

应用场景

• 锌金属电池：直接替换现有隔膜，提升锌负极界面稳定性，延长电池循环寿命。
• 水系电池：抑制水诱导副反应和枝晶，使水系电池更接近实用化。
• 电池隔膜：功能性隔膜通过电场调控和超疏水设计，实现多重界面稳定机制。
• 软包电池：在安时级软包电池中验证可行性，推动锌电池规模化应用。