ZSH界面层

超长循环锌负极

通过氧化层衍生ZSH界面，显著提升锌负极的界面稳定性和离子传输动力学，实现高可逆锌金属负极。

刘裕 · Chen, Shulin · Yuan, Hao · 熊方宇 · 刘倩 · An, Yongkang · Zhang, Jianyong · Wu, Lu · Sun, Jianguo · Wei Zhang, Yong · 安琴友 · Wang, John Y.

Science Bulletin 2023

具体参数

对称电池循环寿命

{'zh': '>1200', 'en': '>1200'} h

全电池循环次数

{'zh': '>1000', 'en': '>1000'} cycles

库仑效率

{'zh': '99.07', 'en': '99.07'} %

技术优势

循环寿命大幅提升

对称电池中锌负极稳定循环超过1200小时，且累积沉积容量达到6.24 mAh cm⁻²，表明ZSH层有效抑制了枝晶和副反应。

全电池高效率

与MnO₂正极组装的全电池循环超过1000次，库仑效率高达99.07%，接近商业化要求。

传输动力学加速

ZSH层降低了Zn(H₂O)₆²⁺的脱水能，并发现新的“边缘脱水-沿边缘转移”机制，从而加速Zn²⁺界面传输。

应用场景

• 水系锌离子电池：直接提升水系锌电的循环寿命和库仑效率，推动其从实验室走向实际应用。
• 高安全储能：锌负极界面稳定后抑制枝晶和副反应，减少短路风险，提升储能系统安全性。
• 锌金属负极：提供一种表面终止化学保护策略，使锌负极在高沉积容量下仍保持高度可逆。