氮掺杂碳骨架SEI保护层

高电流密度下稳定锌负极

疏水、亲锌、导电的SEI保护层抑制析氢与腐蚀，诱导无枝晶的锌沉积，实现长循环锌负极。

袁永锋 · Wu, Fangfang · Chu Y.F. · 张建利 · 夏阳 · 郭绍义 · 严微微

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

循环寿命（5 mA cm⁻²）

2681 h

循环寿命（10 mA cm⁻²）

780 h

循环寿命（20 mA cm⁻²）

240 h

平均库仑效率

99.5 %

技术优势

超高面容量下长循环

对称电池在10 mA cm⁻²/10 mAh cm⁻²下稳定循环780小时，远超常规锌负极。

库仑效率高达99.5%

不对称电池500次循环平均库仑效率99.5%，表明锌沉积/剥离高度可逆。

抑制析氢与腐蚀

CZCHD界面层具有高疏水性，可有效隔绝水分子，减少副反应。

诱导水平无枝晶沉积

锌在保护层下方以水平片状形态沉积，表面无枝晶，避免刺穿隔膜。

应用场景

• 水系锌离子电池：用于高安全、长寿命的水系锌离子电池负极保护，替代传统无保护锌负极。
• 高倍率储能：在20 mA cm⁻²高电流密度下稳定循环240小时，满足高倍率充放电需求。
• 低成本电池：原料为ZIF-8和聚多巴胺，热解制备，成本低，适合大规模应用。