由于不穩定的電極/電解質界面，鋅(Zn)陽極穩定性在堿性電解質中提出了關鍵挑戰。特別是鋅酸鹽([Zn(OH)4]2-)的不均勻形核和快速擴散誘導Zn枝晶生長，導致嚴重的鈍化和自發析氫反應(HER)。
為了解決這些問題，西安交通大學丁書江教授，Hongyang Zhao設計了一種陽離子緩沖策略，通過啟動一種新的“快速成核-緩慢生長”模式來實現獨特的無枝晶球形Zn沉積，該模式使用聚(二甲基二烯丙基氯化銨)(PDDA)添加劑來分離Zn成核和生長過程。
文章要點
1）在電極/電解質界面上具有強親和力的富陽離子鏈可以有效地富集近電極[Zn(OH)4]2-并減緩體相[Zn(OH)4]2-的遷移。此外，優先吸附的PDDA也抑制了HER，并減少了腐蝕和電惰性ZnO副產物。
2）PDD改性的電解液提高了鋅陽極在長期電鍍/剝離循環中的耐久性，同時提高了鋅和電解液的利用率。具有PDDA的對稱電池在20 mA cm-2和10 mAh cm-2下維持超過450小時。最后，通過含水堿性鋅-空氣和鋅-鎳電池展示了研究的實際意義，這些電池在高速和貧電解質條件下具有極其穩定的性能。
參考文獻
Yanan Zhang, et al, Densely packed spherical zinc deposition by cation buffer strategy enabled high-rate alkaline zinc batteries with lean electrolyte, Energy Environ. Sci.,2025
DOI: 10.1039/D5EE00703H.
