电池大佬！香港城市大学支春义最新Nature子刊丨平衡电化学反应与传质稳定锌负极！

本研究针对水系锌离子电池中锌金属负极的枝晶生长问题，提出通过平衡电化学反应动力学与传质速率来抑制枝晶。背景：锌枝晶的形成主要由电极表面快速的电化学反应与缓慢的离子传质之间的不匹配导致，传统有机添加剂虽能改善沉积均匀性，但缺乏对二者平衡关系的量化理解。研究目的：提出无量纲常数K（电荷转移活化能与传质活化能之比）量化反应动力学与传质的平衡，并通过一系列尿素衍生物调控Zn²⁺沉积，探究最优电解质设计。结论：含N,N-二甲基脲(DMU)的电解质展现出最高K值，在10 mA cm⁻²电流密度下实现Zn||Zn电池11,000 mAh cm⁻²和Zn||Cu电池7,500 mAh cm⁻²的累积容量，并获得致密无枝晶的锌沉积。成功构建载量60 mg cm⁻²、容量6.95 Ah的Zn||Zn₀.₂₅V₂O₅·nH₂O软包电池，展示优异循环稳定性。该工作为通过平衡电荷转移和离子传输实现长寿命锌负极提供了机理指导。