深圳大学 米宏伟 AFM: 胶原蛋白介导的溶剂护套和衍生界面操纵，实现超高速率锌阳极

锌离子电池中的锌（Zn）阳极存在枝晶生长过快、严重的锌腐蚀和剧烈的析氢反应等潜在缺陷，诱发不稳定的界面电荷转移动力学，最终导致电化学失效。在这里，加入了生物大分子胶原蛋白，以实现电解质氢键网络的重建和衍生Zn界面的改性。得益于胶原蛋白中氨基（-NH2）的电负性优势，Zn（002）晶面优先暴露，富含ZnF2和Zn3N2的固体电解质界面（SEI）促进了Zn阳极的快速电荷转移。因此，在30 mA cm-2的条件下，Zn|VO2电池的累积容量达到了令人印象深刻的7,500 mAh cm-2，即使在最大电流为100 A g-1的条件下，组装后的 Zn|VO2电池也表现出了强大的循环可逆性，在50 A g-1的条件下，电池的超长循环寿命达到了20,000 次，单次循环容量损失低至 0.0021%。这种便捷的溶剂护套调节策略和衍生的界面操作为实现长寿命和高倍率锌阳极开辟了一条前景广阔的通用途径。

图文简介

ZIBs中Cll基电解质的机理示意图分析

电解质溶剂化结构表征

a ) 1和b ) 30 mA cm -2下基于ZOF和Cll + ZOF电解质的Zn|Zn对称电池的循环稳定性；c )基于ZOF和Cll + ZOF电解质的Zn|Zn对称电池的倍率性能；d )不同电解质体系组装的对称电池的性能比较；e ) Zn|Cu非对称电池的CE测试；f )基于Cll + ZOF电解质的Zn|Cu非对称电池的电压曲线。

有/无Cll的ZOF电解液中的锌沉积行为。基于a ) ZOF和b ) C11 + ZOF电解质的Zn沉积行为的原位光学显微镜图像。( c )基于Cll + ZOF电解液的原位XRD分析；d )基于不同电解液的Zn表面作用机理示意图。基于e ) ZOF和f ) Cll + ZOF电解液的锌负极循环后的SEM照片。基于g ) ZOF和h ) Cll + ZOF的循环Zn阳极的AFM图像。i )金属Zn的晶体结构模型。j ) Cll和H2O在不同Zn晶面上的吸附能。

使用ZOF和Cll+ZOF的Zn|VO2电池的性能

通讯作者：Hongwei Mi