EnSM：生物聚合物混合保护层用于稳定锌金属负极

锌金属负极在大规模储能系统中的应用引起了人们的关注。然而，由于锌的可逆性较差，控制其成核和生长行为至关重要。

在此，浦项科技大学Changshin Jo团队制备了一种由黄原胶和聚 (环氧乙烷) (PEO)制造的保护层(表示为XP PL)。该保护层具有结构化的表面形貌和丰富的含氧官能团。当仅使用玻璃纤维膜 (GF) 时，循环后观察到严重的锌枝晶生长。

引入XP PL后，Zn金属受到物理/化学保护观察到无枝晶的Zn沉积。XP PL保护的Zn||Cu电池在2mAcm-2的电流密度下可长期运行>5000次。

图1.XP PL的制备流程

总之，该工作制备了含有离子导电聚合物的生物聚合物保护层。由于聚合物之间的相互作用，膜的表面呈现出茎状结构。XP PL表现出光滑致密的表面（Rq ≈ 12 nm）和丰富的含氧官能团，导致均匀接触和对 Zn 金属的高亲和力。

具有 XP PL保护的Zn-Cu 电池在 2 mA cm−2 和 1 mAh cm−2 下表现出 200 天的长循环寿命。最重要的是，使用 Celgard 2400 和 XP PL 代替 GF 的 Zn-Cu 电池表现出循环稳定性，运行时间超过 1800 小时，Celgard 2400-XP PL 总厚度为 30 µm，比 GF 膜的厚度低六倍多。

因此，该项研究确定了增强锌金属稳定性且促进水性 ZIB 发展的关键因素。

图2. 电池性能

Biopolymer-Blended Protective Layer for Use in Stabilizing the Zinc Anode in Metal Battery Applications, Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102948