近日，上海理工大学王云晓课题组在《Advanced Materials》发表论文“Designing an Anionic Layer in Low-Concentration Electrolytes to Promote In-Plane Ion Diffusion for Dendrite-Free Zinc-Ion Batteries”。张伊扬和许贝贝为本文共同第一作者，上海理工大学为第一单位。
图6. a)- b) 使用不同电解液循环后锌片与隔膜的数码照片和扫描电镜（SEM）图像。c) APT原理示意图。d) 裸锌表面元素的三维分布重构图。e) 不含添加剂的电解液循环后锌负极表面元素三维分布重构图；f) 含添加剂的电解液循环后锌负极表面元素三维分布重构图。g) 循环后锌表面的XRD图谱。h) -i) 含不同电解液循环后锌负极表面的XPS 图。j)-k) 含不同电解液体系中锌负极的深度XPS 图谱。l)- m) 不同电解液体系中不同组分的数量密度分布。
王云晓团队对低浓度电解液体系中电解液-电极界面及锌负极的机制研究证明了所构建的阴离子空间层为提升低浓度电解液中锌负极的性能提供了一种有效策略。这些F⁻离子在锌负极表面形成有利于锌离子面内扩散的空间层，通过静电作用调控在水平方向上牵引并捕获Zn²⁺，从而实现通过Zn-F相互作用促进的横向Zn²⁺扩散与均匀通量，从而诱导Zn [002]晶面择优取向生长，显著减少锌的随机或不规则沉积行为。此外，该F⁻离子空间层与硫酸根离子之间的排斥作用还能有效抑制副产物的生成。在低浓度条件下实现高性能锌离子电池，这一策略为连接电解液设计与实际电池应用提供了一种前沿、高效且经济的新路径。该突破不仅挑战了对高浓度电解液的传统依赖，也为可持续、高性能储能系统的设计开辟了新的方向。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202503153
