第十五届全国表面工程大会

锌枝晶生长一直是水系锌离子电池商业化应用进程中一大阻碍。虽然平面锌沉积作为抑制枝晶的策略已被广泛研究，但决定形貌演化的关键剥离过程仍缺乏深入探讨。本研究提出一种界面离子/电子再分布策略，通过合理设计的铜微格图案化锌电极实现了沉积/剥离动力学的双向调控。异质铜微格使得界面离子/电子发生再分布，使随机的枝晶生长被限制在特定区域，且不再呈现持续生长特征。这种界面工程通过形貌结构和表面能介导的过电势升高协同作用增强了裸锌间隙了离子传输和枝晶优先溶解。协同机制将剥离反应空间限制在预设区域，实现枝晶自消除。与以往聚焦人工界面层或图案化设计的研究不同，这项研究不仅强调了在电镀/剥离过程中调整离子和电子分布的重要性，还强调了电极设计中限制区域和优先区域对实现枝晶消除的重要意义。优化后的锌电极使对称Zn//Zn电池在0.25 mA cm^-2电流密度下实现超过2000小时的循环稳定性。此外，改性锌阳极组装的Zn//MnO₂电池在1.0 A g^-1条件下循环1800次后，比容量较裸锌阳极提升近80%。

水系锌离子电池,锌金属阳极,锌枝晶,人工界面层