强强联手!中南大学周江/中南林业科技大学万才超Angew丨熵介导溶剂化调控界面平衡实现安时级稳定锌金属电池!
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2026-05-11 08:30
文章摘要
水系锌金属电池因安全性高、成本低而备受关注,但锌负极的析氢反应、枝晶生长和界面腐蚀限制了其应用。本研究从热力学角度出发,提出熵介导溶剂化策略,通过增加混合熵构建富阴离子的Zn²⁺溶剂化结构,抑制水分子活性,降低吉布斯自由能并均化化学势梯度。该策略诱导形成有机-无机复合SEI层,将锌沉积模式从瞬时成核转变为渐进成核,实现(002)晶面择优取向和致密无枝晶生长。Zn||Zn对称电池循环超3000小时,Zn||Cu电池1000次循环库仑效率达99%。组装的NaV₃O₈||Zn软包电池(1.38 Ah)在低N/P比和高面容量下稳定循环超30天,容量衰减可忽略。研究为高性能水系锌金属电池提供了基于熵工程的热力学设计原则。
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