高能电解Zn//MnO₂电池显示出电网规模储能的潜力，但酸性电解质引起的严重析氢腐蚀(HEC)会导致耐久性下降。

在这里，中南大学周江教授报道了一种实现稳定金属锌负极的全方位保护策略。

文章要点

1）首先，在锌阳极上构建了一个耐质子的含铅（Pb和Pb(OH)₂）界面（表示为Zn@Pb），该界面将在H₂SO₄腐蚀过程中原位形成PbSO₄并保护Zn基底免受HEC的影响。

2）其次，为了提高Zn@Pb的电镀/剥离可逆性，引入了Pb(CH₃COO)₂添加剂（表示为Zn@Pb-Ad），它会转化为PbSO₄沉淀并释放微量Pb²⁺，从而在Zn上动态沉积Pb层镀层以抑制HEC。

3）优异的HEC抗性源于PbSO₄和Pb对H⁺的低亲和力以及Pb-Zn或Pb-Pb之间的强键合，这增加了析氢反应过电位和H⁺腐蚀能垒。因此，Zn@Pb-Ad//MnO₂电池分别在0.2和0.1M H₂SO₄电解质中稳定运行630小时和795小时，是裸锌的40倍以上。所制备的Ah级电池实现了一个月的日历寿命，为下一代高耐用电网级锌电池打开了大门。

参考文献

Pengchao Ruan, et al, Achieving Highly Proton-Resistant Zn-Pb Anode through Low Hydrogen Affinity and Strong Bonding for Long-Life Electrolytic Zn//MnO₂ Battery, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202300577

https://doi.org/10.1002/adma.202300577