近日，化學與材料科學學院張寧教授課題組在可充水系鋅電池領(lǐng)域取得重要進展,，相關(guān)工作“Superhydrophobic and robust hetero-metal-polymer hybrid interphase enables deep-cycling zinc metal anodes”以河北大學為第一通訊單位發(fā)表在國際著名期刊《Energy & Environmental Science》（影響因子：32.4）,。我校碩士研究生劉孟玉和袁文濤為論文共同第一作者,，張寧教授和北京科技大學劉永暢教授為共同通訊作者,。

基于金屬鋅負極的水系可充鋅電池安全性高,、資源豐富,、環(huán)境友好,，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用前景,。然而,，傳統(tǒng)鋅負極可逆性低，存在枝晶,、析氫,、腐蝕的問題，嚴重限制了水系可充鋅電池的實際應(yīng)用,。受自然界“荷葉效應(yīng)”的啟發(fā),，該團隊提出了在鋅負極表面原位構(gòu)建超疏水“異質(zhì)金屬-聚合物”復(fù)合SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）的策略，顯著提升了鋅負極的穩(wěn)定性,。通過一步化學置換法,，可控制備了一系列異質(zhì)金屬-聚合物復(fù)合SEI膜，如Pb-PVDF,，Bi-PVDF和Sn-PVDF膜（PVDF為聚偏氟乙烯）,。以Pb-PVDF復(fù)合SEI膜為主要研究對象，其具有類似于荷葉表面的微結(jié)構(gòu),，展示出了超疏水性,，電解液接觸角高達到154.9°，是已報道人工SEI膜的記錄值,。所制備的Pb-PVDF@Zn電極實現(xiàn)了超長循環(huán)壽命（達8100 h）和高深度放電循環(huán)穩(wěn)定性（85.3%放電深度,，> 800 h），是傳統(tǒng)鋅負極循環(huán)壽命的~160倍,。這項工作為高性能金屬電極設(shè)計與界面化學調(diào)控提供了新思路,。

以上研究工作得到了河北大學生命科學與綠色發(fā)展研究院、河北大學優(yōu)秀青年科研創(chuàng)新團隊、中國科協(xié)青年人才托舉工程項目,、國家自然科學基金面上項目等經(jīng)費的資助和支持,。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D4EE04122D

(化學與材料科學學院、科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院 供稿)