近日，我校材化學(xué)院王疆瑛教授團(tuán)隊(duì)在水系鋅離子電池領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)成果以“Tailoring the Whole Deposition Process from Hydrated Zn2+ to Zn0 for Stable and Reversible Zn Anode”為題，發(fā)表在化學(xué)頂刊Angewandte Chemie International Edition（《德國應(yīng)化》，中科院1區(qū)，IF=16.1）上。第一兼通訊作者為中國計(jì)量大學(xué)青年教師宗泉，本科生李睿羚為共同第一作者，第一通訊單位為中國計(jì)量大學(xué)材化學(xué)院。
水系鋅離子電池（Aqueous Zinc-Ion Batteries, AZIBs）因其低成本、高安全性和環(huán)保特性，在未來大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，鋅負(fù)極在充放電過程中容易形成枝晶，這些枝晶會刺穿電池隔膜，導(dǎo)致電池短路和失效，從而限制了電池的循環(huán)壽命和安全性。此外，析氫和腐蝕這些副反應(yīng)也會影響鋅離子沉積/剝離的可逆性。
本工作通過添加N-甲基甲磺酰胺（NMS）實(shí)現(xiàn)協(xié)同鋅離子化學(xué)環(huán)境調(diào)節(jié)，并構(gòu)建電場分布、離子通量均勻的鋅負(fù)極/電解液界面。首先，NMS分子可以取代鋅離子溶劑化結(jié)構(gòu)中的一個(gè)水分子，并且降低水的活度。其次，NMS優(yōu)先吸附在鋅負(fù)極表面，構(gòu)建疏水界面并調(diào)控鋅離子通量。最后NMS在鋅負(fù)極表明原位生成有機(jī)無機(jī)復(fù)合SEI膜，促進(jìn)鋅離子均勻沉積。
材化學(xué)院始終堅(jiān)持“四個(gè)一”的本科生培養(yǎng)模式，即至少公開發(fā)表1篇高質(zhì)量的學(xué)術(shù)成果、申請1項(xiàng)專利、申報(bào)1項(xiàng)課題、參加1項(xiàng)學(xué)科競賽。通過開展“四個(gè)一”創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，全面了提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
本工作受到國家自然科學(xué)基金（52302322）、浙江省自然科學(xué)基金（LQ24E020004）、浙江大學(xué)硅及先進(jìn)半導(dǎo)體國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資金支持
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202409957
