严重的腐蚀、析氢副反应和枝晶生长等问题严重阻碍了水系Zn金属电池（AZMBs）的发展。此外，AZMBs不能实现大容量也阻碍了其商业化。

近日，北京大学侯仰龙教授报道了在裸露的Zn表面原位构建了一种多功能保护层，有效地解决了上述AZMBs面临的问题问题；该保护层由密集堆积的ZnSe纳米颗粒组成（Zn@ZnSe）。这种致密的保护层可有效消除界面副反应，包括腐蚀和析氢副反应，从而使得AZMBs在整个使用周期（包括储存期和工作期）内保持出色的电化学稳定性。

文章要点

1）系统的密度泛函理论（DFT）计算和原位光学显微镜分析结果显示，ZnSe的低锌亲和力导致Zn²⁺浓度增加，从而在电解质-ZnSe界面提供了均匀的Zn²⁺通量。此外，ZnSe–Zn界面间的原子成键引起的电荷分布不平衡加速了Zn离子的沉积，极大地抑制了Zn枝晶的生长。

2）实验结果显示，基于Zn@ ZnSe的对称电池表现出高倍率性能，稳定运行超过1500小时（10 mA cm^-2，1 mAh cm^-2）。即使在高倍率（10 mA cm^-2，5 mAh cm^-2）下具有大的面积容量，Zn@ZnSe电池仍能在低极化电压（50 mV）下长期稳定运行。最后，将Zn@ZnSe||MnO₂进一步应用于MnO2||Zn全电池中，电池可稳定工作1800次以上，CE接近100%，显示出较大的应用潜力。

这种高倍率、大容量可消除枝晶和副反应的策略为AZMBs的发展提供了一种很有前途的解决方案。

参考文献

Long Zhang, et al, Eliminating Dendrites and Side Reactions  via a Multifunctional ZnSe Protective Layer toward Advanced Aqueous Zn Metal Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202100186

https://doi.org/10.1002/adfm.202100186