抑制锌枝晶的新型负极材料ZnSO4·3Zn（OH）2·H2O@石墨烯的制备

张 蕾，陈嘉武，侯之国，张雪倩

江苏理工学院化学与环境工程学院，江苏常州213001

在“3060”的双碳目标下，中国正进入新能源大时代，十几年沉浮的光伏、大放异彩的锂电储能系统等新能源正共同推进中国走向碳达峰、碳中和的星辰大海。锂离子电池是当下最受欢迎的存储设备之一，一般采用含锂元素的材料作为电池的电极，它是现代高性能电池的代表。一方面，锂可重复利用率高、成本低；另一方面，各种设备对质量的要求决定着锂的重要性。但是锂离子电池所用的有机电解液易燃，容易造成严重的安全问题。近年来，一种与锂性能相近的新材料——锌成为热点。锌产量丰富，比能量高。锌电池属于水系电池，因此它足够安全，并且操作工艺简单快速［1］。

较常见的锌负极电池有锌锰、锌银和锌空气电池。锌锰电池使用方便、价格低廉，但它一般用作一次性电池。锌银电池比能量高、自放电小，但其成本高、寿命短，且耐高温性能较差。锌空气电池容量大、比能量高、内阻小、价格便宜，但其电解液易碳酸化、湿储存性能差、空气电极催化活性偏低，在碱性电解液中，锌会生成锌酸盐。受界面扩散的影响，沉积的电极表面逐步形成锌枝晶，在不断充放电循环中聚集更多的锌枝晶，最终刺穿隔膜，导致短路。此外，枝晶问题还会形成“死锌”［2-3］。在中性和弱酸性电解液中，Zn2+趋于向原有凸起的地方沉积，最终也会形成锌枝晶。为解决锌枝晶的问题，常用的方法有界面修饰、结构设计、优化电解液与使用非金属锌负极［4］。……