可充电水性锌离子电池被认为是下一代电池有希望的候选者，然而，锌枝晶的形成是限制其实际应用的主要挑战。中南大学王海燕团队开发了一种在商业铜网基板上可逆生长的且具有高电化学活性的三维无枝晶锌负极。该团队将商业铜网骨架、Cu-Zn固溶体界面、聚丙烯酰胺电解质添加剂PAM相结合的协同方法，以修饰锌负极。其中，铜网上的Cu-Zn固溶体可以调节锌的形核，PAM可以有效地抑制锌枝晶的生长，从而实现降低锌成核的过电位并增加锌沉积的稳定性。

研究者研究了不同电流密度下锌沉积的行为，并通过DFT计算证实了Cu-Zn固溶体和PAM的正效应，所制备的锌负极在宽范围的电流密度下显示出无枝晶状电镀/剥离行为，并且由于三维结构和PAM改性的活化界面，循环稳定性得到显著提高。基于该锌负极的对称电池可以循环超过280 h，在80％的放电深度下具有非常低的电压滞后（93.1 mV），在Zn/MnO₂全电池中也实现了高容量保持率和低极化。

Qi Zhang, Jingyi Luan, Liang Fu, Shengan Wu, Yougen Tang, Xiaobo Ji, Hai-Yan Wang, Insights into Three‐dimensional Dendrite‐free Zinc Anode on Copper Mesh with Zinc‐oriented Polyacrylamide Electrolyte Additive, Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201907830

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907830