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第一作者：Zhexuan Liu

通訊作者：周光敏

通訊單位：清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院

論文速覽

水系鋅基電池（ZBs）因其固有的安全性、低成本和組裝簡(jiǎn)單而受到廣泛研究。然而，大電流密度下鋅沉積的實(shí)際行為仍然是一個(gè)嚴(yán)重的問題，這與高負(fù)載下鋅基電池模糊的機(jī)理解釋有關(guān)。

本研究探討了鋅基電池（ZBs）在大電流密度條件下的鋅沉積行為，這一問題與高負(fù)載下ZBs的機(jī)制解釋不明確有關(guān)。與大電流密度（10-100 mA cm^-2）下由枝晶穿透引起的短路的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)不同，本研究提出隔膜滲透效應(yīng)，闡明了平滑沉積與短壽命之間的矛盾。

通常，在大電流密度下，由于密集的成核和促進(jìn)平面生長(zhǎng)，會(huì)形成致密的鍍層形態(tài)。然而，在應(yīng)用隔膜的情況下，由狹窄隔膜通道產(chǎn)生的局部電流密度增加，將導(dǎo)致Zn²⁺迅速耗盡，將Zn沉積模式從成核控制轉(zhuǎn)變?yōu)闈舛瓤刂?，最終導(dǎo)致隔膜滲透和短路。

這一效應(yīng)在其他水相金屬陽極（Cu、Sn、Fe）中得到驗(yàn)證，并提出了使用微孔（150 μm）海綿泡沫作為大電流陽極的隔膜，以提供更廣泛的Zn²⁺通道并減輕隔膜滲透效應(yīng)。這項(xiàng)工作為協(xié)調(diào)ZBs的快速充電能力和陽極穩(wěn)定性提供了獨(dú)特的視角。

圖文導(dǎo)讀