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鋅金屬負極在循環過程中會出現枝晶生長和副反應，這大大降低了水系鋅金屬電池的使用壽命。

圖1 鋅沉積的原位 OM 觀測

華中科技大學李會巧等引入了10納米的超薄分子晶體Sb₂O₃層作為鋅負極的界面層。由于無機分子晶體的范德華相互作用很弱，因此可以通過簡單的熱蒸發方法獲得超平整和高質量的界面層。原位光學顯微鏡證實，Sb₂O₃層實現了均勻的層下鋅沉積，而傳統的WO₃層則導致了不可控的層上沉積。

同時，電化學原子力顯微鏡清楚地顯示，超薄Sb₂O₃界面層能有效抑制鋅沉積的尖端生長。這種卓越的調節能力與表面良好的電子阻擋能力和低鋅親和性有很大關系。

圖2 理論模擬和電化學分析

此外，Sb₂O₃獨特的無懸鍵分子晶體結構使Zn可以穿過界面層沉積在界面層之下，而Zn則傾向于直接沉積在相同厚度的WO₃層上。得益于Sb₂O₃層的優勢，鋅負極可以穩定地循環2800小時以上，遠遠長于裸鋅負極（72 小時），甚至長于采用100 納米厚WO₃層的負極（900小時）。這些結果表明，無機分子晶體材料可以成為有效穩定鋅負極的超薄界面層的新候選材料。

圖3 Zn||Zn和Zn||Cu電池性能

An Ultrathin Inorganic Molecular Crystal Interfacial Layer for Stable Zn Anode. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202309765

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?華科大李會巧Angew.：10nm超薄無機分子晶體界面層穩定鋅負極

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