「电池大佬」支春义领衔！松山湖材料实验室付莹/吕海明最新AFM丨固溶铜合金集流体稳定锌负极！

水系锌基电池因其高安全性和低成本而被视为后锂时代的重要储能体系，但锌负极在反复沉积/剥离过程中面临的析氢、腐蚀和枝晶生长等问题制约了其实际应用。针对这一背景，本研究旨在通过优化集流体材料来提升锌负极的稳定性。研究团队采用真空熔炼结合轧制工艺，制备了Cu-0.3Ag、Cu-0.3In和Cu-0.3Sn三种固溶铜合金集流体，其中Cu-0.3Sn通过最低位错密度和最小Zn(101)/Cu基底晶格失配，促进了锌的有序外延沉积，并借助适度的Cu₄Zn界面相实现了锌亲和性与结构稳定性的平衡。电化学测试表明，Cu-0.3Sn在5 mA cm⁻²下实现了99.88%的锌可逆性，并稳定循环4000圈；与HATN-3CN正极组装的全电池可运行超过21000圈，且在−20 °C下保持高库伦效率。此外，Zn@Cu-0.3Sn||MnO₂软包电池在5 A g⁻¹下仍输出超过200 mAh g⁻¹的容量。结论表明，Cu-0.3Sn作为一种可规模化、低成本的集流体，能有效抑制锌枝晶、腐蚀和析氢，显著提升水系锌电池负极的循环稳定性和实用性。