由于鋅（Zn）金屬的熱力學(xué)不穩(wěn)定性導(dǎo)致的枝晶和析氫反應(yīng)等問題，阻礙了水系鋅離子電池（AZIBs）的實(shí)際應(yīng)用。通過界面工程改性鋅表面可以有效解決上述問題。

圖1. G&B-S界面的作用示意及表征

北京理工大學(xué)陳人杰、黃永鑫等制備了磺酸鹽鈍化石墨烯-硼烯納米片（G&B-S）復(fù)合界面層，以通過簡(jiǎn)單、綠色的電鍍方法來調(diào)節(jié)鋅的沉積/剝離，并減輕與電解液的副反應(yīng)。

研究顯示，由于磺酸鹽基團(tuán)的電負(fù)性，G&B-S界面通過快速脫溶劑化過程和均勻的界面電場(chǎng)減輕了尖端效應(yīng)，從而促進(jìn)了無(wú)枝晶的沉積行為。理論計(jì)算和石英晶體微天平（QCM-D）實(shí)驗(yàn)證實(shí)了G&B-S界面層的快速動(dòng)態(tài)機(jī)制和優(yōu)異的機(jī)械性能。

圖2.?半電池性能

結(jié)果，通過動(dòng)態(tài)-機(jī)械耦合作用，G&B-S@Zn對(duì)稱電池在5 mA cm^-2的高電流密度下可循環(huán)使用1900小時(shí)，過電位低至≈30 mV。此外，當(dāng)與LMO陰極耦合時(shí)，LMO//G&B-S@Zn電池也表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，這表明G&B-S@Zn陽(yáng)極具有出色的耐久性。因此，這種新型多功能界面層為顯著提高AZIBs的電化學(xué)性能提供了一種可行的方法。

圖3.?LMO//G&B-S@Zn電池性能

Interface Engineering with Dynamics-Mechanics Coupling for Highly Reactive and Reversible Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202306656