超分子柱状阵列

锌阳极千时稳定

一种受生物启发的有序超分子界面，通过物理气相沉积直接在锌阳极表面自组装成柱状阵列，实现无枝晶的均匀锌沉积。

Kang, Ma · Shuang, Chen · Ran, Zeng · Zhen, Luo · 汪延成 · 姜银珠 · 潘洪革 · 梅德庆 · 陶凯

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

接触角

{'zh': '160.4', 'en': '160.4'} °

锌离子迁移活化能

{'zh': '34.91', 'en': '34.91'} kJ mol⁻¹

对称电池循环寿命

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

全电池循环后容量保持率

{'zh': '50.0', 'en': '50.0'} %

技术优势

超疏水拒水

接触角高达160.4°，显著抑制水分子在锌负极表面的吸附，从而减少腐蚀和析氢副反应。

低能垒快传输

有序亲锌通道使锌离子迁移活化能降至34.91 kJ mol⁻¹，促进快速传输和均匀沉积。

无枝晶长循环

对称电池在1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻²下稳定循环超过1000小时，未出现枝晶。

应用场景

• 水系锌离子电池：用涂层锌负极直接组装，延长电池寿命并降低成本。
• 锌金属负极保护：在负极表面形成保护层，抑制腐蚀和析氢。
• 无枝晶金属负极：提供有序通道实现无枝晶的均匀锌沉积。
• 超分子界面材料：通过自组装在电极表面构建功能界面，调节离子传输。