鋅粉被認為是水系鋅離子電池的潛在鋅金屬負極。然而，在采用傳統(tǒng)聚合物粘結(jié)劑的復(fù)合鋅粉負極中，離子/電子轉(zhuǎn)移和體積效應(yīng)的限制會導(dǎo)致電接觸失效，從而降低其電化學(xué)性能。

圖1 ss-ZnP的作用示意

廣東工業(yè)大學(xué)李成超、杜文城等開發(fā)了一種環(huán)氧低聚物粘結(jié)策略來構(gòu)建軟固態(tài)狀粘彈性鋅粉復(fù)合負極。具體而言，通過簡單地將Zn粉末和2D碳（原始石墨烯納米片，PG）填充到液態(tài)環(huán)氧樹脂（E-44）基體中，形成類似可折疊橡皮擦的軟固態(tài)結(jié)構(gòu)，可以容易地獲得軟固態(tài)Zn粉末復(fù)合材料（ss-ZnP）。一系列的物理和電化學(xué)特性表明，ss-ZnP具有良好的流變性能和增強的電化學(xué)性能。

一方面，與固態(tài)Zn粉（s-ZnP，離子轉(zhuǎn)移數(shù)：0.25）相比，流變性ss-ZnP顯著改善了鋅離子的擴散（離子轉(zhuǎn)移數(shù)：0.44），這使界面電場均勻化，減輕了體積效應(yīng)，從而確保了持久的電接觸。同時，高儲能模量和剪切減薄行為使ss-ZnP具有優(yōu)異的自支撐性和延展性。另一方面，由于環(huán)氧樹脂基體中導(dǎo)電材料（鋅粉和PG）含量高，ss-ZnP表現(xiàn)出高的電子導(dǎo)電性（188 mS m^?1），這比其他報道的流變鋅粉負極要好。

圖2 半電池性能

因此，ss-ZnP能夠顯著增強沉積/剝離動力學(xué)，實現(xiàn)無枝晶沉積，并顯示出更低的電壓滯后，循環(huán)壽命是s-ZnP的十幾倍。此外，組裝的NH₄V₄O₁₀?ss-ZnP全電池可提供近兩倍的高容量和更長的循環(huán)穩(wěn)定性，最高可達500次循環(huán)。

此外，通過對ss-ZnP進行加工和成型，可以容易地構(gòu)建各種ZIB器件，如軟包電池和圖案化微電池，并顯示出良好的電化學(xué)性能。ss-ZnP的這種獨特的粘彈性將極大地促進其電極加工技術(shù)和電化學(xué)性能的調(diào)節(jié)。因此，這項工作將有助于開發(fā)多功能鋅粉負極，并在實踐中進一步提高鋅負極的性能，積極促進鋅粉基電極材料的實際應(yīng)用。

圖3 全電池性能

Designing Soft Solid-like Viscoelastic Zinc Powder Anode toward High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301835