南京大学周豪慎、北海道大学朱瑞杰、上海交通大学杨慧军Angew.：低锌负极用量长循环水系锌电池的集流体设计原则

背景：水系锌电池因成本低、安全性高而备受关注，但锌负极在循环中易出现枝晶生长问题，导致可充性不佳，主要原因是析氢副反应与绝缘副产物的共沉积。研究目的：针对集流体界面对析氢与锌还原反应的协同调控作用被忽视的问题，探索能同时实现抗析氢、高亲锌性的集流体设计原理，以支持低锌用量、长循环水系锌电池的实用化开发。结论：通过三电极体系解耦析氢与锌还原反应，证实析氢及其伴生的绝缘副产物是锌枝晶形成与负极利用率低下的核心原因；设计出石墨包覆铜集流体，可显著抑制析氢并保持优良的锌沉积亲和性，实现锌沉积/剥离可逆性提升至99.95%，在低锌用量下使水系锌//活性炭超级电容器实现超40万次循环，锌-二氧化锰电池稳定运行250周，为低锌用量长循环水系锌电池提供了可行的集流体设计方案。