保护界面层构筑及其对锌负极稳定性的调控机制研究
保护界面层构筑及其对锌负极稳定性的调控机制研究 在水系锌离子电池中,锌金属负极面临着枝晶生长、析氢腐蚀以及副产物积累等严峻挑战,严重制约了器件的循环寿命与库仑效率。构筑人工保护界面层被认为是解决上述问题的有效策略之一。本研究采用超声喷涂技术,在金属锌箔表面成功制备了一层均匀、致密且厚度可控的保护层(约6 μm)。该技术通过高频振动将前驱体溶液雾化为微米级液滴,并借助载气均匀沉积于加热的锌基底上,避免了传统刮涂或旋涂方法可能产生的厚度不均或针孔缺陷,特别适用于大面积电极的规模化制备。 为验证保护层的结构完整性及功能性,我们采用多种表征手段进行了系统分析。X射线衍射(XRD)谱图显示,保护层呈现特征性衍射峰,与设计的目标物相高度吻合,无杂质峰出现,表明涂层具有高相纯度。扫描电子显微镜(SEM)观察揭示,保护层表面平整致密,无裂纹或孔洞,且与锌箔基底结合紧密;截面图像进一步确认了厚度约为6 μm,并呈现层状堆叠结构,有利于实现离子通路的均匀化。接触角测试结果则表明,该保护层显著提升了锌箔表面的疏水特性,水接触角由裸锌的约70°增大至110°以上。这种疏水环境能够有效抑制水合锌离子配位层中活性水分子与电极表面的直接接触,从而减轻析氢反应及碱式硫酸锌等副产物的形成。 [...]


