中國科學院合肥物理科學研究院(HFIPS)李兆謙博士領導的研究團隊發(fā)現(xiàn)，在鋅離子(Zn)水系電池電解質中添加1，4-二惡烷(DX)分子會導致優(yōu)選Zn(002)質構的生長，有效抑制Zn枝晶生長，提高電池的可逆性和循環(huán)穩(wěn)定性。

該研究發(fā)表在ACS Nano上。

水性可充電鋅離子電池(ZIB)是下一代電網(wǎng)規(guī)模儲能技術的新興可持續(xù)系統(tǒng)。然而，該技術的實施一直受到嚴重的枝晶問題和Zn陽極可逆性差的困擾。

在六方緊密堆積的Zn晶體中，(002)晶面具有最低的表面能和最慢的生長速率，這使得表面反應控制的沉積過程成為可能，從而減輕了猖獗的Zn2+助焊劑和副反應。因此，誘導優(yōu)選的Zn(002)質構可以有效緩解枝晶生長和副反應的形成。

在這項研究中，研究人員構建了一種先進的電解質調制策略來調整陽極/電解質界面。在該新體系中，DX在Zn表面的吸附可以誘導Zn(002)織構生長并抑制有害的副反應。

新系統(tǒng)的性能在隨后的實驗中得到了驗證。添加DX的電池即使在1000 mA cm的惡劣條件下也顯示出10小時的長期循環(huán)穩(wěn)定性-2具有 5 Ah cm 的超高累積電鍍容量-2.該電池還顯示出高可逆性，平均庫侖效率為99.7%。

“Zn//NH4V4O10采用DX的全電池實現(xiàn)了高比容量和容量保持性，“李兆謙博士說，”它比純ZnSO的ZIB要好得多。4電解質。

本研究選擇性調整Zn的沉積速率2+在晶體平面上通過吸附分子，為在分子水平上調節(jié)高性能鋅負極提供了一種有前途的策略，有望適用于其他穩(wěn)定性和可逆性較差的金屬負極。