硫酸软骨素界面层

锌负极万次循环

一种由生物分子硫酸软骨素引导构建的锌负极界面层，通过均匀锌离子迁移实现无枝晶沉积，显著抑制副反应。

Jiaqi, Yang · Qiu, Meijia · Zhu, Mengni · Weng, Chaocang · Yue, Li · 孙鹏 · 麦文杰 · 徐敏 · 潘丽坤 · 黎晋良

Energy Storage Materials 2024

具体参数

锌沉积/剥离循环寿命

{'zh': '4000', 'en': '4000'} h

累计服务容量

{'zh': '4', 'en': '4'} Ah cm⁻²

容量保持率

{'zh': '75.0', 'en': '75.0'} %

技术优势

枝晶抑制

界面层引导锌离子均匀迁移，消除“尖端效应”，使锌以平坦方式沉积，避免枝晶刺穿隔膜。

抑制副反应

界面层有效隔绝锌负极与水分子的直接接触，避免析氢和腐蚀等副反应发生。

超长循环

Zn//Zn对称电池在1 mA cm⁻²/1 mAh cm⁻²下稳定循环4000小时，累计服务容量达4 Ah cm⁻²；Zn//MnO₂全电池10000次循环后容量保持75.0%。

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安全性，无需改动正极或隔膜。
• 锌金属负极：在锌负极表面形成保护层，抑制枝晶和副反应，实现长寿命锌负极。
• 电池电解液添加剂：硫酸软骨素作为电解液添加剂，操作简便，与现有电池工艺兼容。
• 长循环储能器件：万次循环容量保持率高达75%，满足长时储能对寿命的要求。