可充电锌离子电池被认为是下一代可再生安全储能系统的候选电池。然而，锌负极枝晶生长的失控严重阻碍了电池的实际应用。

近日，山东大学冯金奎教授报道了采用无模板电沉积方法，结合锌金属负极的气相去合金化，制备了一种具有亲锌TiO₂层的多孔3D Ti骨架（3DTi−TiO₂）。Zn金属被沉积和脱嵌形成3D多孔结构。同时通过调节蒸汽脱合金过程中的真空度，可以方便地调节骨架与Zn金属的亲和力。

文章要点

1）研究发现，这种3D结构提供了巨大的内部空间来适应Zn的沉积，有效地降低了局部电流密度以抑制Zn枝晶的生长，并缓解了Zn的大体积变化。此外，TiO₂层可以提高Zn金属与骨架的亲和力，促进Zn金属均匀形核。

2）实验结果显示，含亲锌3D集电器的Zn金属负极具有稳定的循环性能、高的库仑效率和超过2000 h的长循环寿命。由这种Zn@3DTi−TiO₂负极与柔性的S掺杂的Mxene@MnO2（S-Mxene@MnO₂）组装的 Zn||MnO₂电池表现出更出色的循环性能和倍率性能。

3）这种蒸气去合金化方法易于与Ti基集电器的商业化生产相结合，从而显示出巨大的潜力来促进高性能ZMBs的发展。

参考文献

Yongling An, et al, Scalable and Controllable Synthesis of Interface-Engineered Nanoporous Host for Dendrite-Free and High Rate Zinc Metal Batteries, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c02928

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02928