水系鋅-碘（Zn-I₂）電池具有安全性高、成本低等優(yōu)點，是未來儲能系統(tǒng)的理想候選材料。然而，它們的應(yīng)用受到枝晶生長、析氫反應(yīng)(HER)和腐蝕、電極/電解質(zhì)界面上I₃的穿梭效應(yīng)和自放電效應(yīng)的阻礙。

2024年7月20日，大連工業(yè)大學孫潤倉教授、任文鋒副教授團隊聯(lián)合中國科學院大連化學物理研究所陳忠偉院士、竇浩楨副研究員團隊在國際期刊Advanced Energy Materials發(fā)表題為《In Situ Construction of Bionic Self-Recognition Layer for High-Performance Zinc–Iodine Batteries》的研究論文。

受人體補鋅自識別機理的啟發(fā)，通過硫酸軟骨素(CHS)分子與Zn²⁺離子和金屬鋅的配位作用，在鋅表面原位構(gòu)建自識別層(SR )，通過Zn²⁺的自識別作用誘導Zn²⁺的均勻沉積，通過物理屏蔽抑制HER和腐蝕，通過靜電排斥抑制I₃^–離子的自放電效應(yīng)。

SR層的設(shè)計及功能

原位SR層實現(xiàn)了9000小時的高度可逆的沉積/剝離。值得注意的是，含SR的Zn–I₂全電池可實現(xiàn)16000次循環(huán)的長循環(huán)壽命，通過軟包電池驗證，200次循環(huán)時穩(wěn)定充/放電容量約為130mAh g^?1。

SR對鋅陽極的排斥效應(yīng)和電化學性能的影響

該研究通過在鋅表面構(gòu)建SR層來快速傳輸Zn²⁺并排斥I₃^–，為界面工程提供了新思路，并為Zn-I₂電池的實際應(yīng)用提供了新的見解。

文獻信息：In Situ Construction of Bionic Self-Recognition Layer for High-Performance Zinc–Iodine Batteries,Advanced Energy Materials., 2024.?

https://doi.org/10.1002/aenm.202401737