锌负极上缓慢的去溶剂化动力学和不均匀的Zn²⁺传输行为不利于锌离子电池的商业化。

为了解决这些问题，西安交通大学丁书江教授通过构建具有独特电场分离特性的锂皂石纳米粘土层，在锌阳极上引入周期性交变电场。

文章要点

1）该层在同一空间不同方向同时呈现负电场和正电场（负电场在法线方向，正电场在径向）；因此，实现了均匀的Zn²⁺传输和有效的去溶剂化效果。作为多功能人工层的锂皂石薄膜（LAP@Zn）可以诱导Zn²⁺成核，使Zn沿（002）面择优取向生长，从而抑制Zn负极上的枝晶生长。

2）因此，LAP@Zn对称电池表现出超低的过电势（12mV），并在0.5mAcm^-2下平稳循环超过1100小时。即使在40mAcm^-2的超高电流密度下，电池仍可稳定运行500小时。

3）更令人鼓舞的是，在具有优异倍率性能和循环稳定性的基于MnO2的全电池中的有效性也令人信服。周期性交变电场策略为高性能和无枝晶锌基存储系统提供了一条有效途径。

参考文献

Jie Feng, et al, Periodically Alternating Electric Field Layers Induces the Preferential Growth of Zn (002) Plane for Ultralow Overpotential Zinc-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202204092

https://doi.org/10.1002/aenm.202204092