水系Zn基电池由于Zn金属负极的低成本和高理论容量而充满吸引力。然而，迄今为止，人们所开发的Zn基电池都是利用过量的Zn（即厚的Zn金属负极），这显著降低了整个电池的能量密度。
近日，美国斯坦福大学崔屹教授，阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef报道了通过使用纳米碳成核层，实现了一种无负极设计(即零过剩Zn)，以及稳定高效的镀锌/剥离。
文章要点
1）研究人员首先通过直接的水处理将碳纳米盘的成核层涂覆在铜箔上。铜箔由于对竞争性析氢反应（HER）充满惰性而被用作集流体，在各种电解液中表现出显著的稳定性和低成本。
2）研究发现，这种成核层起到了促进均匀镀锌的作用，同时降低了成核势垒。研究人员通过3 M Zn(CF3SO3)2的300次稳定镀锌/剥离循环证实了这一点，而形成均匀的Zn镀层可以保持99.6%的高平均CE（ACE）和35 mV的低电压滞后。此外，研究人员展示了使用预镀锌的MnO2正极的全无负极电池样机，其具有更高的能量密度和良好的循环稳定性（在80次循环后容量保持率为68.2%）
。
这种无负极设计为开发在储能系统中具有高性能的水系Zn基电池开辟了新途径。
参考文献
Yunpei Zhu, Yi Cui, Husam N. Alshareef, An Anode-Free Zn−MnO2 Battery, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04519
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04519
