锌（Zn）作为一种很有前途的水系可充电电池金属负极，因其天然丰度、电化学性和环境友好等优点，近年来受到人们的广泛关注。然而，Zn金属负极在弱酸性或中性锌电解液中会形成枝晶，会导致锌负极短路或寿命衰减，进而严重影响锌离子电池（ZIBs）的电池性能。

近日，新加坡南洋理工大学Madhavi Srinivasan，长沙理工大学袁度教授报道了磺酸盐基电解质可以诱导锌(002)织构的电沉积，从而有效解决Zn枝晶生长问题。

文章要点

1）研究人员提出了一种基于Zn(002)面法向与衬底法向共对齐的柱状生长模型，并通过极图进行了验证。为了阐明(002)织构的形成机制，利用密度泛函理论（DFT）计算研究了Zn、OTf⁻和Cu衬底界面的相互作用，并与实验结果相关联。在此基础上，研究人员揭示了Zn(002)织构的阴离子诱导生长，其中OTf⁻与Zn²⁺的强配位具有关键作用。

2）通过对金属Zn的织构控制，研究人员合理调控了Zn(002)和(101)织构的电化学行为。利用(002)锌纸实现了高度可逆的镀锌/剥离过程。特别是在10 mA cm^-2的高电流密度下，(002)锌纸的寿命比(101)锌纸的寿命长约10倍。揭示了(002)晶面电镀过程中的无枝晶特征和模板作用。

3）实验结果显示，所组装的V²O⁵/(002)锌纸全电池具有高循环稳定性（在1 A g^-1下2000次循环的容量保持率为64.1%，电流效率约为100%）。因此，所开发的阴离子织构策略为亲锌电解质的设计开辟了一条途径，即通过探索广泛的电解质，以获得理想的稳定锌织构和更高性能的锌基复合材料。

4）为了证明该策略的实用性，研究人员验证了通过非氟化磺酸盐基电解质和在广泛使用的导电基底上实现(002)织构的可行性。此外，除了对材料加工的适用性之外，阴离子织构有望用于合理调控Zn基储能装置的电化学性能。

参考文献

Du Yuan, et al, Anion texturing towards dendrite-free Zn anode for aqueous rechargeable battery, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202015488

https://doi.org/10.1002/anie.202015488