近日，课题组田晨阳硕士研究生等在锌阳极储能领域取得新进展，以题“Design on Modified-Zinc Anode with Dendrite- and Side Reactions-Free by Hydrophobic Organic-Inorganic Hybrids for Ultra-Stable Zinc Ion Batteries”发表于国际能源顶级期刊Nano Energy (IF:19.069，中科院一区)上。

水系锌离子电池(ZIB)由于高安全性、成本低廉、制备工艺简单等优点而备受关注。然而，锌金属负极上不可控的枝晶生长和副反应严重制约了锌离子电池的循环稳定性。循环过程中，锌的不均匀沉积是导致锌枝晶生长的主要原因，而锌负极与电解液中自由水分子的直接接触是副反应发生的前提条件。鉴于此，本课题组利用有机疏水性聚偏二氟乙烯(PVDF)和无机Santa Barbara Amorphous-15 (PVDF-SBA15)，在锌金属负极表面构建了疏水性PVDF-SBA15修饰层。PVDF-SBA15修饰层实现了对锌负极的协同保护：疏水性PVDF可以极大阻止了锌与电解质中水分子的直接接触，有效缓解了水分子参与的析氢和腐蚀等副反应；而SBA15的有序介孔结构可以诱导锌离子的均匀传输和镀覆/剥离，抑制了锌枝晶的生长。实验结果证明，疏水性PVDF-SBA15修饰层对枝晶生长及副反应有显著抑制作用。疏水性修饰层构建策略为开发具有超长稳定性的锌金属负极提供了新的思路。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107805

该项工作得到了国家自然科学基金（No.52062030）、青海省应用基础研究（No. 2021-ZJ-737）、兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划等项目的支持。