中南大学赵泽泉/周江ESM：TiO2/PAAK复合涂层均匀化锌酸盐通量助力5万次脉冲锌镍电池

本文背景是水系锌基电池在大规模储能中具有优势，但锌镍电池在高倍率或脉冲条件下，因锌酸盐传输不均导致枝晶生长和容量衰减。研究目的在于提出一种简单、低成本的隔膜改性策略以解决该问题。中南大学团队在商用PP/PE隔膜表面构建TiO2/PAAK复合涂层（PP/PE-TP），其中TiO2提供锌酸盐吸附位点以均化离子通量，PAAK作为黏结剂增强涂层稳定性。实验表明，改性隔膜改善了润湿性、热稳定性和机械强度。采用该隔膜的锌镍电池在13.8 mA cm-2下稳定循环850次以上，在138 mA cm-2下循环超过8500次，并能在50,000次脉冲循环后保持68%容量。通过DFT计算、有限元模拟和原位表征，揭示了TiO2吸附锌酸根及均化电场的机制。结论认为，该策略有效抑制枝晶生长，提升电池在高倍率和脉冲条件下的稳定性，为低成本、长寿命锌镍电池的工程化应用提供了新思路。