用于高性能锌-碘电池的仿生自识别层原位构建

摘要：水系锌-碘（Zn–I2）电池因其高安全性和低成本而成为有前景的能源储存系统候选者，但其应用受到锥晶生长、氢析出反应（HER）及腐蚀、I3−在电极/电解质界面的穿梭和自放电效应的阻碍。受到锌补充在人体中自识别机制的启发，自识别层（SR）通过软骨素硫酸盐（CHS）分子与Zn2+离子和Zn金属的配位，在Zn表面原位构建，可通过Zn2+的自识别诱导均匀的Zn2+沉积，通过物理屏蔽抑制HER和腐蚀，以及通过静电排斥抑制I3−离子的自放电效应。原位的SR为9000小时提供了高度可逆的镀铅/剥离。值得注意的是，带SR的Zn-I2全电池实现了16000次的长循环寿命，通过稳定充放电容量约为130 mAh g−1的袋式电池在200个循环中得到了验证。这种仿生自识别方法为设计高性能Zn-I2电池的最佳电极/电解质界面开辟了新的途径。