Recubrimiento de solvente mediado por colágeno y manipulación interfacial derivada hacia ánodos de Zn de ultralta velocidad

Resumen El ánodo de zinc (Zn) en baterías de iones de zinc sufre posibles defectos como el crecimiento descontrolado de dendritas, corrosión severa de Zn y reacción violenta de evolución de hidrógeno, lo que induce cinéticas erráticas de transferencia de carga interfacial, que finalmente conduce a fallos electroquímicos. Aquí, se añade colágeno, un biomacromolécula, para lograr la reconstrucción de la red de enlaces de hidrógeno del electrolito y la modificación de la interfaz de Zn derivada. Aprovechando la ventaja de electronegatividad de los grupos amino (‐NH 2 ) en el colágeno, se expone preferencialmente el plano cristalino Zn (002) y la interfaz de electrolito sólido (SEI) rica en ZnF 2 y Zn 3 N 2 promueve la rápida transferencia de carga del ánodo de Zn. Así, se logra una impresionante capacidad acumulativa de 7,500 mAh cm −2 a 30 mA cm −2 y la celda ensamblada Zn|VO 2 mostró una robusta reversibilidad cíclica incluso cuando se somete a una corriente máxima de 100 A g −1 y una vida cíclica ultra larga de 20,000 ciclos a 50 A g −1 , con una pérdida de capacidad de un solo ciclo tan baja como 0.0021%. Tal estrategia conveniente de regulación de recubrimiento de solvente y manipulación interfacial derivada abre un enfoque universal prometedor hacia ánodos de Zn de larga vida y alta tasa.