金属基负极（Li、Zn等）由于其较高的理论比容量，被认为是下一代先进电池的有前途的解决方案。然而，这些金属负极大多存在枝晶生长问题，这严重限制了它们的实际应用。近年来，通过选择合适的衬底进行外延负极金属沉积作为抑制枝晶生长的有效策略受到了极大的关注。然而，镀金属和衬底之间的外延关系一直是争论的主题。关于之前那些报告中的未经认证的外延，一个关键的原因可能是大多数应用的衬底并不是在整个金属沉积区域内单一取向的。因此，使用不仅具有相似的晶格结构而且具有大面积连续的单取向取向的衬底可能是实现外延的关键。
基于此，阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef以大面积准单晶2D材料(MoS2)为衬底，研究了金属锌的沉积行为。
文章要点
1）研究人员通过密度泛函理论(DFT)计算和各种实验表征（光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪等），证实了MoS2的边缘会诱导锌的择优沉积，从而影响沉积的锌薄膜的结晶质量。
2）此外，研究人员还得到了几乎所有的(002)晶面取向的锌薄膜，从包裹单取向MoS2衬底的边缘后的X射线衍射极图分析中可以看出，锌薄膜具有几乎全部的(002)晶面取向。此外，在锌金属负极研究中，首次用极图对负极外延进行了验证。这些结果验证了锌在MoS2衬底上的外延生长，并证实了利用具有相似晶格结构的大面积单取向衬底来抑制金属枝晶的有效性。
这项研究可以启发未来通过结晶学方法抑制金属枝晶的研究。
参考文献
Yizhou Wang, et al, MoS2-Mediated Epitaxial Plating of Zn Metal Anodes, Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202208171
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202208171
