济南大学周伟家/谭华&复旦晁栋梁等综述：靶向调控锌沉积行为，构筑高性能稳定锌负极

Peng Zhang, Min Wang, Yang Yang, Juan Tian, Man Huang, Lili Chen, Jingang Wang, Caixia Xu, Dedong Jia*, Hua Tan*, Hong Liu, Dongliang Chao* & Weijia Zhou*

Nano-Micro Letters (2027)19: 39

https://doi.org/10.1007/s40820-026-02350-1

图2. 在AZIBs中锌的电沉积行为。a 在弱酸性/中性电解质中锌沉积过程示意图。b 锌阳极三种核心调控策略：亲锌调制、晶格匹配工程和三维结构调控。

图3. 亲锌性在调节锌成核行为中的作用。a 锌与常见基底材料之间的结合能。b 初始锌成核过程的吉布斯自由能图和 c 电压曲线。d 基底上电解质的润湿性。e 锌与其他金属之间的接触角。

图4. 调节亲锌性促进锌均匀成核。a 锌与不同基底之间的结合能。b 锌原子在不同晶面上的吸附能及相应吸附构型。c 锌在5 mA cm⁻²电流密度、1 mAh cm⁻²面积容量下沉积时的极化曲线。d PDMS@Zn阳极工作机制示意图。e Zn²⁺在纯锌和PDMS@Zn表面上的吸附能计算。f O掺杂和N掺杂石墨烯的计算模型，以及锌原子与原始、O掺杂和N掺杂石墨烯各种构型之间的结合能汇总。g 原始石墨烯与缺陷修饰石墨烯构型的结合能比较。

图8. 三维基底在调节锌沉积中的作用。a-c 具有3D多孔、阵列和纺织结构的电极示意图。d 锌沉积过程中2D平面和3D基板上的模拟电场分布。e 3D阵列电极在锌沉积过程中实现的均匀离子通量分布示意图。f 3D基板中体积容纳百分比与电活性面积比的相关性。g 3D锌电极体积应力缓解示意图。h 日历老化对不同基底结构下锌金属阳极库仑效率的影响。

图9. 3D基底设计用于调节锌沉积行为。a 锌阳极在沉积和长时间循环后不同基底结构的形貌演变。b Zn@2D Cu和Zn@3D Cu电极局部电场的相对强度分布模拟。c Cu₅Zn₈@NC纳米棒阵列的SEM图像。d Cu₅Zn₈@NC纳米棒阵列上锌沉积的捕获与调平机制示意图。e CuSnAg/SiOC电极锌沉积行为示意图。f P-G Zn@CuSnAg/SiOC-SR电极沉积锌后的示意图。g DG-Zn电极梯度结构设计示意图。

图10. 3D基底功能化调控抑制副反应。a 微疏水微/纳米结构示意图。b COMSOL模拟Zn100°电极在锌对称电池中沉积Zn²⁺ 40 s后的示意图。c 在2 A g⁻¹下循环2000次后的3D形貌。d LZ@Zn阳极上的锌沉积示意图。e 飞秒激光加工LIPSS电极示意图。f LIPSS电极的SEM图像(黄色矩形和红色圆圈分别标示微沟槽和纳米颗粒)。g LIPSS电极的HRTEM图像。h Zn-LIPSS阳极在5 mA cm⁻²电流密度下沉积9 mAh cm⁻²后的3D图像。i LTZn@CuZn₅电极调控锌电沉积的功能示意图。