水系锌离子电池无枝晶锌金属负极研究进展

水系锌离子电池由于具有较高的能量密度、成本低廉、安全性高和环境友好等优势,因此在智能硬件、小型电动车、大规模储能等领域具有广阔的应用前景。然而,锌金属负极存在的枝晶问题导致电池循环寿命缩短,严重制约了其实际应用。通过分析锌负极的沉积/溶解过程及其可能出现锌枝晶的路径,从人工界面层构筑、基底结构设计及电解液优化三个方面综述了无枝晶锌金属负极的近期研究进展,系统阐述了其主要设计策略及作用机制。最后,对锌金属负极未来发展方向进行了展望。

不同金属基底改性Zn负极的电化学性能研究

将经过熔炼、锻造、打磨和抛光的金属Ni、Cu、Sn、In、Ti作为Zn负极的基底,制备了水系Zn离子电池。运用XRD、SEM、原位光学显微镜和电化学表征技术,分析了不同基底上的析氢速率、Zn在不同基底上的沉积/溶解行为、电偶腐蚀程度以及循环性能。结果表明,Sn和In不仅能够抑制Zn与基底之间引起的副反应,而且具有优异的亲Zn性能,但Zn在Sn基底表面沉积的形貌受Sn晶面的影响较大,In更适宜用作Zn负极的基底。