Los enlaces covalentes dinámicos regulan los comportamientos de recubrimiento/desprendimiento de zinc para baterías de iones de zinc de alto rendimiento

Resumen Las interfaces artificiales proporcionan un enfoque integral para controlar el crecimiento de dendritas de zinc y la corrosión de superficie en baterías acuosas basadas en zinc (ZABs). Sin embargo, debido a los cambios de volumen consistentes durante el recubrimiento/desprendimiento de zinc, las capas interfaciales tradicionales no pueden adaptarse de manera consistente a la superficie de la dendrita, lo que resulta en un crecimiento descontrolado de dendritas y evolución de hidrógeno. En este trabajo, los enlaces covalentes dinámicos exhiben el efecto Janus hacia la deposición de zinc en diferentes densidades de corriente, presentando una estrategia holística para estabilizar el ánodo de zinc. La interfaz artificial inteligente PBSC, que consiste en enlaces covalentes dinámicos B−O, se desarrolla en el ánodo de zinc para mitigar la evolución de hidrógeno y restringir la expansión de dendritas. Gracias a los enlaces dinámicos reversibles, PBSC presenta características de auto-adaptación de forma a bajas velocidades de corriente, lo que reorganiza la red para acomodar los cambios de volumen durante el recubrimiento/desprendimiento de zinc, resistiendo la evolución de hidrógeno. Además, la rápida asociación de los enlaces dinámicos B−O mejora la resistencia mecánica en las puntas de las dendritas, presentando un efecto de engrosamiento por corte y suprimiendo el crecimiento adicional de dendritas a altas velocidades de corriente. Por lo tanto, la batería simétrica ensamblada con PBSC mantiene un ciclo estable de 4500 horas sin una degradación significativa del rendimiento, y la celda de bolsa PBSC@Zn||V 2 O 5 demuestra una capacidad específica que excede 170 mAh g −1. En general, la interfaz inteligente con enlaces covalentes dinámicos proporciona enfoques innovadores para la ingeniería interfacial del ánodo de zinc y mejora el rendimiento del ciclo.