ACS Energy Letters:两性离子双功能层助力可逆金属锌负极

北2北

2022-04-22

   金属锌负极存在着严重的枝晶生长和钝化副反应，这严重限制了其在锌离子电池中的应用。近日，武汉理工大学徐林和麦立强等报道了一种可以传输锌离子的双功能聚两性离子液体保护层能够实现高度可逆的金属锌负极。

文章要点

1）研究人员将1-乙烯基-3-（羧甲基）-咪唑和丙烯酰胺（AM）在金属锌负极表面进行自由基共聚形成聚两性离子液体（PAIL）人工保护层。PZIL的三维网状结构可以防止保护层在水溶液中发生溶解。聚合物连段上的含氧官能团在电化学过程中对金属锌负极存在着很强的粘附力。

2）一方面，PZIL保护层能够防止电解液与金属锌负极的直接接触，这归功于两性离子官能团与水分子之间的强相互作用，从而有效地促进脱溶剂化过程并能够防止锌负极的腐蚀。另一方面，密度泛函理论计算表明两性离子的阴离子部分能够促进Zn²⁺在负极表面的均匀分布从而实现对枝晶生长的抑制。

参考文献

Renpeng Chen et al, Zwitterionic Bifunctional Layer for Reversible Zn Anode, ACS Energy Letters, 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00124

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00124