锌-锰水系电池（ZMABs）因其优越的安全性和经济可行性而备受关注。目前，锌箔是主要用于ZMABs的阳极材料。然而，由于其低的利用率和制备过程中固有的复杂性，其在工业中的实际应用受到了较大的限制。将锌粉用作ZMABs的阳极时，其成本效益、出色的可加工性和可调节的制备手段而备受研究者们的青睐。 然而，与锌箔相比，锌粉的比表面积显著增加，固态球形实心结构使得锌阳极更加复杂和难以操作。锌粉阳极由于长时间的不均匀电镀/剥离而容易出现不可控的电接触损失，导致活性物质从电极上分离，从而导致电池极化的增加和库仑效率的降低。此外，由于锌粉阳极的杨氏模量低、离子传输障碍高且在水系电解液中易腐蚀，因此在ZMABs的循环过程中容易发生枝晶生长、析氢反应和Zn-Mn在电极上的非均质沉积。因此，开发稳定耐用的锌粉阳极对于提高ZMABs的循环性能至关重要。 近日，电子科技大学的刘兴泉教授、香港理工大学的赵景新博士、徐宾刚教授和东北师范大学的吴兴隆教授合作，采用渗锌和液相还原策略构建了一种三层高尔夫型复合阳极为研究对象，增强了锌粉基阳极的可逆性并用于高性能的锌/锰水系电池。
在这种结构中，封闭和交联的碳球可以为电子传递提供许多连续的界面，从而在重复镀锌/剥离过程中实现紧密的电接触。此外，具有低Zn2+输运屏障的亲锌铋纳米片有效抑制了析氢反应，促进了锌的平面沉积，从而抑制锌枝晶的形成。组装的Zn//CNT@MnO2电池在16000次循环后保持了94.6%的循环寿命。 最终，该研究为提高锌/锰水系电池的稳定性和耐久性的阳极结构设计提供了有价值的见解。 论文信息 A Three-Tiered Golf Anode towards Ultralong-Life Zn−Mn Aqueous Batteries Dr. Qiang Hu, Xinrui Wang, Jiuzhi Cui, Jiabing Hou, Prof. Xingquan Liu, Dr. Jia-Lin Yang, Zhen-Yi Gu, Dr. Jingxin Zhao, Prof. Bingang Xu, Prof. Xing-Long Wu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202421217
