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南昌大学陈义旺教授团队《自然·通讯》:贫水双电层协同稳定界面工程实现长效水系锌离子电池

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-05-16 08:00
    

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水系锌离子电池( ZIBs )凭借锌金属电极高理论容量、低电化学电位、资源丰富及低成本等优势,成为大规模储能领域极具竞争力的技术方案。然而,其商业化进程受限于界面问题:锌枝晶不可控生长、化学腐蚀、析氢反应及低锌利用率,导致库仑效率和循环寿命难以达到工业基准。其核心矛盾源于锌阳极界面富水的双电层( EDL )和水分解主导的固体电解质界面( SEI )共同引发的不可逆反应。富水的 EDL 结构促使水分子与锌表面直接接触,加剧副反应动力学;而传统电解质体系因缺乏有效钝化组分,难以构建稳定的 SEI 。为弥补不可逆锌损耗,常需大幅增加锌箔用量,直接削弱系统能量密度与经济性。近期研究揭示 EDL 特性可通过调控界面水活性和 Zn²⁺ 脱溶剂化过程影响 SEI 形成,但如何通过 EDL 工程构建长效水屏蔽层及稳定 SEI 仍是关键科学难 ………………………………

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