构筑镧基耐蚀膜助力水系锌电池实现超长循环寿命

Construction of Lanthanide-based Corrosion-resistant Films for Aqueous Zinc Batteries with Ultra-long Cycle Life

摘要

在锌负极表面生长的镧基耐蚀膜(LaCRF)有效降低了锌离子的成核过电位, 显著抑制了锌枝晶、 基体腐蚀和副产物的生成. 电化学性能测试结果表明, 采用Zn@LaCRF改性的对称电池在电流密度为2 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²的条件下展现出超过3000 h的循环稳定性和较小的极化现象; 在Zn@LaCRF||Cu半电池中, 循环次数超过800次; Zn@LaCRF||MnO₂全电池在1.8 A/g电流密度下经过2000次循环后, 容量保持率高达91.9%.

Abstract

Herein， a lanthanum-based corrosion-resistant film（LaCRF） was grown on the surface of the zinc anode， which effectively reduced the nucleation overpotential of zinc ions and significantly inhibited the formation of zinc dendrites， substrate corrosion， and by-products. Electrochemical performance tests indicate that symmetric cells modified with LaCRF exhibit over 3000 h of cycling stability and minimal polarization at a current density of 2 mA/cm²-1 mA·h/cm². Furthermore， in Zn@LaCRF||Cu half-cell， the cycle life exceeds 800 cycles； meanwhile， in Zn@LaCRF||MnO₂ full cell， the capacity retention rate remains as high as 91.9% after 2000 cycles at a current density of 1.8 A/g. This achievement not only provides a new solution for addressing the corrosion issues of zinc anodes but also paves a new direction for the application of rare earth elements in rechargeable aqueous zinc batteries.

Graphical abstract

关键词

水系锌电池 / 锌负极 / 耐蚀膜 / 稀土元素 / 长循环性能

Key words

Aqueous zinc battery / Zinc anode / Corrosion resistant film / Rare earth element / Long cycling performance

面对全球能源需求的持续增长、 化石燃料资源的逐渐枯竭， 以及环境污染的日益加剧， 开发新能源和先进的储能技术变得尤为紧迫^［1］. 近30年来， 锂离子二次电池（LIBs）以其高能量比、 出色的循环稳定性、 高库仑效率及无记忆效应等特性， 在移动电源、 消费电子、 电动汽车等多个领域发挥了关键作用. 然而， 锂资源的日益稀缺、 有机电解液的泄漏风险和安全问题， 限制了其在大规模储能系统中的应用^［2］. 近年来， 水系锌电池（AZB）以其金属锌负极和水系电解液的组合吸引了广泛的关注. 锌金属不仅资源储量丰富， 还具有高理论能量密度（820 mA·h/g和5855 mA·h/cm³）和低氧化还原电位［-0.76 V（vs. SHE）］， 同时水系电解液则因其环境友好性和高安全性而受到青睐. 这些特性使得水系锌电池在电化学储能解决方案中展现出巨大的市场潜力和竞争力^［3~6］.

在水系锌电池的负极研究中， 锌枝晶的形成、 析氢反应、 腐蚀和钝化等问题一直是影响电池性能的主要障碍^［7~9］. 锌金属在ZnSO₄电解质中沉积时的不规则枝晶生长， 会导致库仑效率下降、 电池容量衰减和电池短路. 析氢反应通常会引起电池极化增加和显著的体积膨胀. 腐蚀通常是由锌与电解液中的水和氧气反应引起的， 导致锌的不可逆损失和电池性能的快速衰减. 钝化则是由电解质中的杂质、 pH值变化或不均匀沉积引起， 导致电化学活性表面积减少， 增加了电池的内阻， 从而降低了电池的效率和循环稳定性. 针对上述挑战， 研究人员已提出负极结构设计、 电解质工程优化及锌负极表面人工界面层构建等多种策略^［10~14］. 其中， 人工界面层构建作为高效的界面保护手段被广泛研究， 如TiN^［15］，Ti₄O₇^［16］ 等无机涂层， 以及聚丙烯腈（PAN）/硅酸钛分子筛（TS）^［17］、 纤维素纳米晶（CNC）/碳纳米管（CNT）^［18］等有机-无机复合涂层已被报道. 然而， 传统旋转涂层或刮刀涂布技术存在明显的局限性： 涂层局部均匀性不足及粘结性能欠佳， 易导致界面层从锌基板脱落. 因此， 开发工艺简单、 高效稳定的人工界面层薄膜制备技术具有重要的研究价值.

镧基薄膜在热浸镀锌工艺中已经显示出良好的耐腐蚀性^［19］， 本文采用化学转化策略成功地在锌负极表面构建了一种易于规模化制备的镧基耐蚀膜（LaCRF）. 本文将其应用于水系锌电池锌负极改性中， 研究结果表明， LaCRF能够有效降低成核过电位， 显著抑制了锌枝晶、 基体腐蚀和副产物的生成， 从而组装的电池表现出优异的循环稳定性.

1 实验部分

1.1　试剂与仪器

铜片（电池级）、 无水乙醇、 六水合硝酸镧［La（NO₃）₃·6H₂O］、 双氧水（H₂O₂， 30%， 质量分数）、 七水合硫酸锌（ZnSO₄·7H₂O）和一水合硫酸锰（MnSO₄·H₂O）， 分析纯， 国药集团化学试剂有限公司； 锌片和不锈钢（SS）， 电池级， 深圳源德莱工业材料有限公司； 高锰酸钾（KMnO₄）， 分析纯， 天津市科密欧化学试剂有限公司； 玻璃纤维（电池级）， 欧乐基（重庆）新材料有限公司； 二氧化锰自制； 去离子水（电阻率18.6 MΩ·cm）.

Bruker AXS D8 ADVANCE DA型X射线衍射仪（XRD）和INVENIO FT-IR 型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）， 德国布鲁克公司； 日立H-800 S4800型冷场发射扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）， 日本Hitachi公司； Thermo Fisher Scientific ESCALAB Xi+ X射线光电子能谱分析仪（XPS）， 美国Thermo Fisher Scientific公司； Versa STATA 电化学工作站， 阿美特克商贸（上海）有限公司； NEWARE CT-4008电池测试系统， 深圳市新威尔电子有限公司； YM520型原位光学显微镜， 安徽越视精密仪器有限公司； SZ-CAMB3型接触角测量仪， 深圳市三泉智能科技有限公司.

1.2　实验过程

1.2.1　锌片的预处理

对锌片进行20 min的研磨， 使用不同目数的砂纸由粗到细进行处理， 旨在去除钝化层. 随后， 通过无水乙醇和去离子水超声洗涤15 min， 得到抛光后的锌电极片.

1.2.2　Zn@LaCRF的制备

将经过处理的锌片浸入到含有20 g/L La（NO₃）₃·6H₂O、 10 mL/L 30%（质量分数） H₂O₂与300 mL去离子水的盐溶液中， 在恒温70 ℃磁力搅拌条件下， 浸泡5 min后取出Zn片， 用去离子水清洗并自然干燥， 从而获得Zn@LaCRF.

1.2.3　电池组装及电化学性能测试

实验中以2 mol/L ZnSO₄水溶液作为电解液， 分别组装了Zn@LaCRF||Zn@LaCRF对称电池， 以及以Zn@LaCRF为负极， 铜片、 不锈钢（SS）为正极的半电池； 以 2 mol/L ZnSO₄ + 0.1 mol/L MnSO₄为电解液， 将Zn@LaCRF 作为负极、 二氧化锰（MnO₂）作为正极组装成全电池. 所有电池均选用Whatman级玻璃纤维作为隔膜， 并在空气中完成CR2025扣式电池的组装. 采用Versa STATA工作站进行测试： 针对对称电池， 进行计时电流测试（CA）， 在-200 mV 过电位条件下进行； 利用半电池开展Zn@LaCRF||SS的循环伏安法（CV）测试； 对Zn@LaCRF||MnO₂的CV及电化学阻抗谱（EIS）进行测试， CV测试的扫描速率范围为0.1~10 mV/s， 电压范围设定为-0.3~1.8 V， EIS测试频率范围是0.01~10⁴ Hz， 交流电振幅为5 mV. 在三电极体系下进行塔菲尔测试（Tafel）， 以1 mV/s的扫描速率获取腐蚀电流与腐蚀电位. 此外， 采用NEWARE CT-4008电池测试系统， 对电池在不同电流密度下进行恒流放电/充电测试， 全电池的电压测试范围为1.0~1.8 V.

2 结果与讨论

2.1　Zn@LaCRF的制备与表征

Zn@LaCRF的制备流程如Scheme 1所示. 将经打磨处理的锌片浸入预先配制的70 ℃的六水合硝 酸镧与双氧水（摩尔比1∶2.2）混合溶液中， 浸泡5 min 后取出晾干. 锌片表面由银白色金属光泽 ［图S1（A）， 见本文支持信息］转变为淡黄色［图S1（B）］. SEM表征结果显示， 改性锌片表面形成一层厚度约30 μm的均匀涂层［图S1（C）］.

对Zn@LaCRF电极表面进行了SEM表征［图S1（D）］， 结合EDS分析， La和O元素在锌片表面呈均匀分布， 初步推测涂层主要组分为La和O元素［图S1（E）~（G）］.

XRD测试结果［图1（A）］显示， 仅存在位于2θ=36.1°， 38.8°， 43.1°和54.1°处的Zn衍射峰（PDF#99-0110）， 表明该涂层为非晶态结构. 为了进一步确定LaCRF的化学成分， 对Zn@LaCRF进行XPS测试［图1（B）］， 结果显示， 除Zn， La， O和C外， 无其它元素. La_3d 高分辨XPS谱图显示， La_3d5/2和La_3d3/2特征峰分别位于835.37和852.07 eV处［图1（C）］， 自旋轨道分裂能为16.7 eV， 且838.70和855.55 eV 处出现La³⁺卫星峰， 表明La以三价态存在^{［20，21］}. O_1s 高分辨XPS谱图［图1（D）］中， 531.18和529.87 eV 处的峰分别对应 La（OH）₃和La₂O₃^［22~25］. 综合XPS分析结果， LaCRF涂层主要由La（OH）₃/La₂O₃组成. 结合文献［23，26］及组分测试结果， 推测LaCRF的形成机制如下：

（1） 锌片与水接触后形成电化学腐蚀微电池， 阳极区锌发生氧化溶解， 阴极区发生吸氧还原反应生成OH⁻， OH⁻与阳极溶出的Zn²⁺结合生成氢氧化锌：

阳极: Zn → Zn²⁺ + 2e^-(1)

阴极: O₂ + 4e^- + 2H₂O → 4OH^-(2)

Zn²⁺ + 2OH^- → Zn(OH)₂(3)

（2） 由于阴极区生成OH⁻导致局部 pH 升高， OH⁻分别与溶液中的La³⁺发生反应生成氢氧化物沉淀：

La³⁺ + 3OH^- → La(OH)₃↓(4)

（3） 在随后的干燥过程中， Zn片表面的La（OH）₃发生热分解反应， 形成均匀分布的LaCRF涂层：

2La(OH)₃ → La₂O₃ + 3H₂O(5)

2.2　LaCRF对锌负极腐蚀和副产物的抑制

为了探究LaCRF对锌负极腐蚀及副产物的抑制效果， 将裸Zn和Zn@LaCRF电极在2 mol/L ZnSO₄电解液中浸泡7 d. 如图2（A）所示， 裸 Zn 负极表面在电解液作用下生成黑色腐蚀产物层； SEM照片显示， 裸Zn表面形成大量不规则分布的六边形片状沉积结构［图2（B）］. 结合EDS分析［图2（C）~（F）］， 裸Zn表面O和S元素的分布与六边形微片区域高度对应. 相比之下， Zn@LaCRF浸泡后仍维持平整光滑的表面状态［图2（G）］， SEM照片中未发现明显的副产物沉积［图2（H）］， 其 EDS图像中O和S元素含量显著低于裸 Zn 电极［图2（I）~（M）］.

XRD测试结果表明， Zn表面副产物在

2θ=11°处的衍射峰归属于Zn₄SO₄·3Zn（OH）₂·4H₂O（PDF#09-0204）， 在2θ=32°处的衍射峰

归属于 Zn₄SO₄（OH）₆·4H₂O（PDF#44-0673） （图3）； 而Zn@LaCRF的XRD谱图中副产物衍射峰强度较裸Zn显著降低， 进一步证实LaCRF对副产物形成的抑制作用.

采用了2 mol/L ZnSO₄电解液对裸Zn和Zn@LaCRF负极进行接触角测试. 结果表明， 裸Zn 与电解液的接触角为62.6°［图4（A）］， 而Zn@LaCRF的接触角显著增大至100°［图4（B）］， 证实LaCRF涂层通过增强表面疏水性， 有效阻隔了锌负极与电解液的直接接触， 从而抑制副反应发生^［27］.

此外， 在2 mol/L ZnSO₄体系中组装Zn||Zn对称电池， 在电池进行不同次数循环后对负极进行Tafel极化曲线测试［图S2（A）~（D）， 见本文支持信息］， 发现与裸 Zn 负极相比， Zn@LaCRF在循环0， 10， 30和50次后的腐蚀电流均降低， 且腐蚀电位正移， 表明镧基耐蚀膜（LaCRF）具备更优异的抗腐蚀性能， 可有效抑制锌负极的腐蚀及副产物生成.

2.3　LaCRF转化膜对Zn枝晶和析氢的抑制作用

采用原位光学显微镜对裸Zn和Zn@LaCRF在2 mol/L ZnSO₄电解液中的沉积行为进行研究（图5）， 恒定电流密度设置为10 mA·h/cm². 沉积10 min后， 裸Zn负极表面出现初始沉积核的细微凸起［图5（A）］； 随着沉积时间延长， 锌枝晶生长显著加剧， 并伴随析氢反应导致的气泡生成. 该类副反应显著降低了锌负极的可逆性与利用率， 进而加速锌电池的性能衰减与寿命缩短. 相比之下， Zn@LaCRF负极在沉积 1 h后［图5（B）］， 表面呈现 Zn²⁺的均匀沉积特征， 且全程未观察到析氢气泡. 这一结果表明， LaCRF涂层通过调控电极表面电场均匀分布， 降低了锌离子成核过电位， 有效抑制了锌枝晶生长与析氢副反应， 从而显著提升了负极的循环稳定性.

分别以裸Zn和Zn@LaCRF为负极组装对称电池， 通过恒电位下的CA测试研究锌离子成核过程 ［图6（A）］. 在-200 mV过电位条件下， 裸Zn电池的电流持续下降200 s， 表明锌离子经历无序的二维（2D）扩散过程， 导致沉积不均匀； 而Zn@LaCRF负极在25 s的二维扩散后进入稳定的三维（3D）扩散 阶段， 说明其通过抑制二维扩散、 维持稳定电流密度， 可促进锌离子均匀成核并抑制枝晶生长^［27］. 为了评估锌负极可逆性， 以SS为阴极组装Zn||SS和Zn@LaCRF||SS电池， 在-0.2~2.0 V电压窗口内以 0.2 mV/s扫描速率进行CV测试［图6（B）］. 鉴于可逆性可通过阴阳极峰电位差［ΔE_（c，a）］进行表征^{［28，29］}， 测试结果显示， Zn@LaCRF负极的ΔE_（c，a）为0.312 V， 显著低于裸锌的0.325 V（表S1， 见本文支持信息）， 进一步证实Zn@LaCRF降低成核过电位、 抑制枝晶生长的作用.

针对LaCRF在长循环过程中对锌枝晶的抑制作用展开研究. 在电流密度2 mA/cm²， 面容量 1 mA·h/cm²条件下， 裸Zn负极循环200 h［图7（A）］和400 h［图7（N）］后的光学图像显示， 其表面随循环时间延长逐渐粗糙化， 并伴随大量黑色腐蚀点生成. SEM照片进一步表明， 裸Zn表面出现明显腐蚀坑及不规则分布的碎屑状产物［图7（B）和（O）］， 证实其在2 mol/L ZnSO₄电解液中发生了腐蚀反应与Zn²⁺的不均匀沉积.

EDS分析显示， 循环200与400 h后的裸Zn表面均存在显著的S和O元素富集［图7（C）~（F）和（P）~（S）］， 这归因于锌枝晶生长与副反应导致的电池短路失效. 相比之下， Zn@LaCRF在相同条件下循环 200 h［图7（G）］与400 h［图7（T）］后， 表面仍保持平整光滑. SEM照片［图7（H）和（U）］与EDS［图7（I）~（M）和（V）~（Z）］结果表明， 其表面无明显副产物或枝晶沉积. 值得注意的是， Zn@LaCRF表面观察到 Zn²⁺在Zn（002）晶面的优先沉积现象［橙色箭头所示， 图7（H）］， 这归因于镧化合物与锌离子之间的独特相互作用， 降低了Zn（002）晶面的表面能， 导致Zn（002）面比传统Zn（101）面具有更低的表面能， 使得（002）晶面在电沉积过程中优先生长， 来促进锌的均匀沉积^［30］.

XRD分析显示， 循环200 h后， Zn@LaCRF表面几乎检测不到Zn₄SO₄（OH）₆·nH₂O（ZHS）的衍射峰， 而循环400 h后， Zn@LaCRF表面有少量的ZHS生成， 但衍射峰强度显著弱于裸Zn（图S3， 见本文支持信息）.

综合以上结果表明， LaCRF能有效改善锌负极的沉积和溶解行为， 对晶粒和晶界有保护作用， 并对Zn枝晶具有良好的抑制作用^［23］.

2.4　Zn@LaCRF的电化学性能

为了评估Zn@LaCRF负极的电化学稳定性， 以2 mol/L ZnSO₄溶液为电解液， 分别以裸Zn和Zn@LaCRF为电极组装对称电池. 如图8（A）所示， 在电流密度为0.5 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²条件下， Zn||Zn对称电池循环200 h后出现电压波动， 250 h时电压急剧骤升； 而Zn@LaCRF||Zn@LaCRF对称电池在 800 h 内保持稳定的电压平台. 图8（B）的放大图显示， 当电流密度提升至2 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²时， 裸Zn负极在165 h后出现不规则电压滞后， 随后电压断崖式下降， 这归因于锌枝晶穿透玻璃纤维隔膜导致内部短路； 而Zn@LaCRF||Zn@LaCRF 电池， 稳定循环时长超 3200 h， 充分证明 LaCRF 对锌枝晶生长的抑制作用. 将对称电池静置10 d， 使电极充分浸润电解液后， 在电流密度为 5 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²条件下进行循环稳定性测试. 如图8（C）所示， 裸Zn负极在150 h时因短路失效， 而Zn@LaCRF负极在500 h循环内维持稳定， 其极化电压仅130 mV， 显著低于裸Zn的 201 mV. 上述结果表明， LaCRF通过抑制锌枝晶生长与副反应发生， 显著提升了锌负极的循环稳定性与可靠性.

图9（A）对比了Zn||Zn和Zn@LaCRF||Zn@LaCRF对称电池在电流密度分别为0.5， 1.0， 2.0， 5.0和8.0 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²条件下的倍率性能. 裸Zn组装的对称电池表现出显著的极化电压升高， 这归因于动态枝晶生长、 副反应失控及阳极界面 “死锌” 堆积导致的离子传输阻抗增加^［31］. 与之形成鲜明对比的是， Zn@LaCRF对称电池在全电流密度范围内均维持稳定的剥离/沉积行为， 且当电流密度从8.0 mA/cm² 恢复至初始0.5 mA/cm²时仍能正常工作.

为了进一步探究锌负极的可逆性， 以裸Zn和Zn@LaCRF为负极、 铜箔为正极组装半电池进行库仑效率（CE）测试. 如图9（B）所示， 在电流密度2.0 mA/cm²， 面容量1 mA·h/cm²条件下， Zn||Cu半电池在450次循环后CE值出现剧烈波动， 循环稳定性欠佳； 而Zn@LaCRF||Cu半电池稳定循环超过800次， 平均CE高达99.8%， 展现出LaCRF优异的电化学可逆性. 电压分布分析结果表明， Zn@LaCRF||Cu半电池的极化电压为74.3 mV， 较裸Zn负极的95.3 mV显著降低（图S4， 见本文支持信息）.

根据文献［32］报道， Zn²⁺镀锌/剥离的电化学可逆性可通过“储层半电池”方案量化： 将Zn||Cu半电池先在电流密度为1.0 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²条件下循环 2 次， 随后在铜基板上进行面容量为1 mA·h/cm²的锌电镀（QP）形成储锌层， 再以1 mA·h/cm²固定容量循环（QC）. 循环10次后， 将电池充电至0.5 V以剥离所有可溶锌（QS）， 结果显示， Zn@LaCRF负极的平均CE为97%， 显著高于裸Zn负极的95.5%［图9（C）］. 该结果表明， LaCRF有效降低了Zn²⁺镀锌/剥离过程的极化电压， 提升了电化学反应动力学速率^［33］.

为了验证Zn@LaCRF负极在全电池中的实际应用价值， 采用MnO₂纳米线作为正极（合成方法见 本文支持信息）， 以2 mol/L ZnSO₄+0.1 mol/L MnSO₄为电解液， 分别组装Zn||MnO₂和Zn@LaCRF||MnO₂ 全电池. 如图10（A）所示， 在0.2 mV/s扫描速率下， 两个体系的CV曲线氧化还原峰位置基本一致： 1.1~1.4 V区间存在两个还原峰， 1.6~1.7 V区间对应两个氧化峰， 这归因于充放电过程中H⁺/Zn²⁺在 MnO₂阴极的嵌入/脱出行为^［34］. 值得注意的是， Zn@LaCRF||MnO₂全电池的极化电压显著小于 Zn||MnO₂体系， 表明LaCRF有效提升了Zn²⁺的反应动力学速率^［35］.

Nyquist阻抗谱［图10（B）］显示， Zn@LaCRF||MnO₂全电池在高频区的半圆弧直径明显小于Zn||MnO₂体系， 证实其电荷转移电阻更低， 电荷迁移速率更快， 进而促进Zn²⁺的嵌入/脱出过程^［36~38］. 倍率性能测试结果表明， 在0.2， 0.5， 1.0， 2.0和5.0 A/g电流密度下， Zn@LaCRF||MnO₂全电池的放电比容量分 别为223.3， 161.8， 124.7， 85.1和37.5 mA·h/g［图10（C）］， 均高于Zn||MnO₂全电池. 当电流密度从5.0 A/g恢复至0.2 A/g时， Zn@LaCRF体系的比容量可恢复至232.3 mA·h/g， 展现出优异的倍率性能与可逆性， 这一结论在恒流充放电曲线（图S5， 见本文支持信息）中得到进一步验证.

图11（A）展示了Zn@LaCRF全电池的长循环性能. 在0.5 A/g电流密度下， Zn@LaCRF||MnO₂全电池循环400次后容量仍达173.1 mA·h/g， 无明显衰减， CE接近100%； 而Zn||MnO₂全电池在150次循环后开始容量衰减， 400次循环后容量仅为55 mA·h/g. 进一步对0.3 A/g循环后的Zn@LaCRF负极进行EDS分析（图S6， 见本文支持信息）， 发现La元素均匀分布， 结合XPS光谱（图S7， 见本文支持信息）间接证明LaCRF在循环中的结构稳定.

在1.8 A/g电流密度下， Zn@LaCRF||MnO₂全电池循环2000次后容量保持率达91.9%［图11（B）和（C）］， 显著高于 Zn||MnO₂全电池1000次循环后的47%， 体现出LaCRF对锌利用率的提升作用. 图11（D）显示， Zn||MnO₂全电池在1000次循环后， 因裸Zn负极表面ZHS副产物与枝晶生长导致容量急剧衰减， 而Zn@LaCRF||MnO₂全电池在2000次循环后仍保持106 mA·h/g的容量， 进一步验证了其长期循环稳定性.

3 结 论

在锌负极表面构建的镧系耐蚀膜（LaCRF）具备优异的抗腐蚀性能， 不仅能有效阻隔锌与水的直接接触， 抑制副产物的生成与析氢反应， 还可均匀电极表面电场分布， 优化Zn²⁺的沉积/溶解动力学， 显著抑制锌枝晶的生长. 研究表明， 在2 mA/cm²-1 mA·h/cm²条件下， Zn@LaCRF||Zn@LaCRF对称电池实现超3000 h的稳定循环， 极化电压显著降低； Zn@LaCRF||Cu半电池循环次数超过800次， 平均库仑效率达 99.8%； Zn@LaCRF||MnO₂全电池在1.8 A/g电流密度下循环 2000 次后， 容量保持率高达91.9%. 研究提出的镧系元素重构锌表面策略， 为解决锌负极腐蚀与枝晶生长等问题提供了新途径.

支持信息见http://www.cjcu.jlu.edu.cn/CN/10.7503/cjcu20250105.

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基金资助

国家自然科学基金(22179011)

咸阳市秦创原科技创新专项(L2022-QCYZX-GY-005)

陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-445)

陕西省教育厅服务地方专项计划项目(22JE001)

长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(300102315501)