金属锌是一种重要的负极材料，具有成本低、容量大(5855 mAh cm ^-3或820 mAh g ^-1)、易加工、环境危害小、氧化还原电位低（-0.76 V vs. SHE）等突出特点，是人类发明的首个电池“伏打堆”的负极材料，也是目前为止少数得到真正产业化应用的金属负极之一（碱性锌锰电池是应用最广的一次电池产品）。然而，金属锌用作可充电二次电池的负极材料时，需要进行反复的沉积-溶解反应，加速锌枝晶生长、析氢腐蚀、表面钝化等副反应过程，引起内阻增大、容量衰减、电池短路等一系列问题，严重制约了高性能可充电锌离子电池的开发。

近日，烟台大学康利涛、姜付义团队从电解液改性角度出发，提出了一种简单的I₃^-添加剂策略，通过竞争反应和表面钝化两种机制，显著提升了金属锌负极的循环稳定性，为高性能锌离子电池开发提供了新的设计思路。该论文发表在Batteries & Supercaps杂志上。

电解液中I₃^-和金属锌之间的氧化还原反应，不仅可以钝化锌电极表面的加工缺陷，降低枝晶生长概率；而且可以作为竞争过程，抑制金属锌的析氢腐蚀和表面钝化，显著提升锌电极的循环稳定性。I₃^-与锌反应后形成的高溶解度I^-，有可以迁移到正极表面，并重新被氧化成为I₃^-离子，进而提供持久的防护作用。该方法有望发展成为一种延长锌离子电池循环寿命的有益措施。

论文信息：

Effects of I₃^- Electrolyte Additive on the Electrochemical Performance of Zn Anodes and Zn/MnO₂ Batteries

Siying Liu , Wenshuo Shang , Yaxin Yang, Dongjian Kang, Changsheng Li,Buting Sun, Litao Kang*, Shan Yun, and Fuyi Jiang*

本文第一作者为硕士研究生刘司颖，通讯作者为康利涛、姜付义教授。该研究获得了国家自然科学基金等项目的支持。

Batteries＆Supercaps

DOI: 10.1002/batt.202100221