深圳先进院/内大EES：水系锌离子电池中锌负极的腐蚀与钝化机制探究

本文研究了水系锌离子电池（AZIBs）中锌负极的腐蚀与钝化机制。背景方面，锌负极在水系电解质中易遭受严重腐蚀并伴随不可控的钝化，这一问题在电池循环过程中会进一步加剧。研究目的是通过局部电化学分析技术（LEATs）揭示静态ZnSO₄溶液中锌负极的自发微电池腐蚀机制，并探讨电场对腐蚀和钝化的影响。研究发现，电场会加剧锌腐蚀，主要归因于剥离和镀覆不均匀性的增强，同时高电场强度可能引发非均匀钝化层及锌离子沉积不均的问题。为解决这一问题，作者通过在Zn/ZnSO₄界面构建亲锌的“缓蚀”掩膜，有效抑制了锌的自腐蚀。实验结果表明，采用ZnSO₄-SPP电解质的Zn//Zn对称电池在高面积容量下实现了长期循环，Zn-I₂全电池在高速率下循环20,000次后仍能保持较高容量。结论方面，该工作为锌腐蚀与钝化的微观机制提供了深入见解，并为构建高性能AZIBs提供了有效策略。