成果简介
具有良好柔韧性的水系锌离子电池（ZIBs）吸引了对便携式和可穿戴电子产品的巨大需求。然而，Zn枝晶生长不受控制导致的库仑效率低和循环性能差限制了其实际应用。本文，四川大学Wei Zhang、卢灿辉教授团队在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“Dendrite-Free Zn/rGO@CC Composite Anodes Constructed by One-Step Co-Electrodeposition for Flexible and High-Performance Zn-Ion Batteries”的论文，研究提出了一种通过一步共电沉积构建柔性无枝晶复合阳极的新策略。有趣的是，Zn2+ 离子还原成 Zn 纳米片的过程与氧化石墨烯的还原过程同步进行，从而在碳布（CC）基底上形成了由 Zn 与还原氧化石墨烯（rGO）互穿导电网络组成的复合阳极，即 Zn/rGO@CC。
三维 rGO 网络不仅提高了复合阳极的导电性和润湿性，从而降低了界面电阻，而且还均匀了电场分布和 Zn2+ 离子通量，从而有效抑制了 Zn 树枝状突起的生长。正如预期的那样，Zn/rGO@CC 阳极在 1 mA cm-2 电流条件下表现出近 1000 小时的长周期稳定性和低电压滞后性。此外，Zn/rGO@CC 复合阳极还为相应的水性 Zn||MnO2 全电池提供了卓越的速率能力和惊人的长期耐久性。制备出的准固态 ZIB 还展现出了梦寐以求的灵活性，在未来的可穿戴和便携式电子设备中大有可为。
图文导读
图1、制备柔性无枝晶Zn复合阳极流程
图2、Zn@CC和锌/rGO@CC电极的长期稳定性
图3、探索Zn@CC和锌/rGO@CC电极上的镀锌/剥离行为
图4、硬币式ZIBs和柔性QSS ZIB的电化学性能.
图5、基于锌/rGO@CC的QSS ZIB的应用演示
小结
综上所述，本文通过在CC表面同步沉积Zn和rGO，开发出了一种柔性无树枝状突起的 Zn/rGO@CC 复合阳极。制备的 Zn 复合阳极具有三维 rGO 导电网络，不仅提高了阳极的导电性和润湿性，降低了界面电阻，而且使电场分布和 Zn2+ 离子通量均匀化，从而有效抑制了 Zn 树枝的生长。因此，组装后的 Zn/rGO@CC 对称电池具有低电压滞后和长周期稳定性（在 1 mA cm-2 下接近 1000 小时），远远优于 Zn@CC 电池（202 小时）和锌箔电池（82 小时）。此外，Zn/rGO@CC 复合阳极还使相应的水性 Zn||MnO2 全电池具有更高的速率能力和惊人的长期耐久性。最后，作为概念验证应用，我们使用 PVA/ZnCl2-MnCl2-LiCl 凝胶作为电解质，制作了柔性 QSS ZIB。这种QSS ZIB 不仅具有高能量存储特性，还具有令人羡慕的柔韧性，在未来的可穿戴和便携式电子设备中大有可为。
文献：https://doi.org/10.1002/adfm.202306346
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