9月2日消息,arXiv预印本(编号2609.03176,9月2日提交)报道了一项面向水系锌电池负极保护的界面工程研究。由Yirong Zhao、Zdenek Sofer等来自中欧多机构的研究团队开发了金网格界面相(Au mesh interphase, AuMI)——一种超薄二维金气凝胶网络,用于锌金属负极界面调控。

研究背景:锌金属负极在循环过程中普遍存在界面反应不均匀问题,导致锌沉积不平整和枝晶生长,这是水系锌电池产业化的核心障碍之一。现有的人工界面层要么只能缓解副反应,要么只能调控成核,很难在不断演化的锌/电解液界面上实现界面电场/电子分布的主动调控,从而难以持续维持均匀沉积。

技术路线:AuMI将横向电子再分布能力与开放离子通道耦合——在锌电镀/剥离过程中,导电的金气凝胶网格重新分布界面电子,引导锌在空间上扩展沉积而非局部堆积,从源头上抑制枝晶形核与生长。

行业意义:水系锌电池以水系电解液的本征安全性、锌资源的低成本与高丰度被视为规模化储能领域锂离子电池的重要替代路线之一,各国团队正沿界面工程、电解液添加剂、三维集流体等多路径攻关负极枝晶问题。金基界面层的成本虽高,但该工作验证了“电子再分布调控沉积”这一机制路线的可行性,为设计更廉价的导电网格界面材料提供了机理参照。 (来源:arXiv)