水系锌电池最近成为大规模储能的有希望的候选者，这是因为对具有足够能量密度和容易获得的电极材料的安全和经济有效的技术的需求。然而，锌电池的能量密度和循环寿命受到电极−电解液界面固有的化学、形态和机械不稳定性的限制，在那里会发生不受控制的反应。

为了抑制不受控制的反应，康奈尔大学Lynden A. Archer，Rong Yang为两个电极设计了一种结晶聚合物界面，它通过自适应形成离子通道来快速和选择性地传输锌，从而同时提高电极的可逆性。

文章要点

1）该界面包括一层超薄的结晶聚(1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基丙烯酸酯)，利用引发化学气相沉积(ICVD)一步合成并应用于保形涂层。对结晶度进行了优化，以改善相间稳定性和锌离子传输。

2）优化的界面能使锌对称电池的循环寿命达到9500次，锌锰电池的循环寿命达到11000次以上。以铜和锂为例，进一步证明了这种界面设计的普适性，提高了它们的稳定性，实现了两者的可逆循环。

3）ICVD方法和分子设计释放了使用储量丰富的锌负极材料的高度可逆和成本效益高的水基电池的潜力，指向了网格规模的能量存储。

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Pengyu Chen, et al, Adaptive Ion Channels Formed in Ultrathin and Semicrystalline Polymer Interphases for Stable Aqueous Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c10638

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10638