近日，304.cam永利集团化材学院黄健航教授联合复旦大学王永刚教授在高可逆水系锌金属电池负极研究领取取得了新的研究进展，相关成果发表在能源领域顶级期刊Energy & Environmental Science 上，论文题目为Highly reversible zinc anode enabled by a trace-amount additive with pH buffering capability。
水系锌离子电池（AZIBs）中锌金属阳极具有诸多优势，如高的理论比容量（820 mAh g−2，5855 mAh cm−3），低氧化还原电位（−0.762 V vs. SHE），高的自然丰度以及环境友好性，被认为是大规模储能设备中具有发展潜力的金属负极材料。然而，锌负极面临枝晶生长，析氢反应（HER）以及局部pH升高导致副产物生成的挑战，导致电池在循环过程中锌负极沉积/溶解的循环稳定性与可逆性急剧降低，阻碍了AZIBs的商业化应用。
基于此，该工作引入了一种微量添加剂（10 mM，0.1wt%），琥珀酸铵，不仅能够调节锌离子的溶剂化结构，降低了水的活性，还能在电极/电解液界面形成了吸附层，抑制水的分解，诱导锌离子均匀地沉积。另外具有缓冲能力的NH4+ 维持了界面的pH稳定变化，抑制了电极表面的腐蚀以及副产物的生成。得益于该添加剂的多功能作用， Zn||Zn对称电池的累积容量达到了6150 mAh cm−2，同时Cu||Zn不对称电池在小电流1 mA−2实现了99.91% 的高库伦效率。
304.cam永利集团为此论文的第一通讯单位，化材学院硕士研究生马小慧为第一作者，黄健航教授与复旦大学王永刚教授为共同通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金与金华市重点科技计划的资助。
编辑：张文潇
