近期，中南大學唐有根-王海燕團隊在國際頂級刊物Angew. Chem. Int. Ed.上發表了題為“A Semi-solid Zinc Powder-based Slurry Anode for Advanced Aqueous Zinc-ion Batteries”的研究論文(doi:10.1002/anie.202215306)。中南大學化學化工學院為該論文的第一完成單位及通訊作者單位，王海燕教授和張旗博士為共同通訊作者，2020級博士研究生楊澤芳為論文第一作者。

水系鋅離子電池（AZIBs）的蓬勃發展引起了研究人員對鋅金屬負極問題的關注，如不可控制的枝晶生長、腐蝕和體積效應。相比于廣泛使用的鋅箔負極，鋅粉（Zn-P）更適合作為鋅負極的原材料。然而，由于Zn-P與鋅箔負極相比具有更高的活性和比表面積，Zn-P固體負極遭受了更嚴重的腐蝕和析氫。此外，鋅溶解/沉積誘導的不可避免的體積收縮/膨脹進一步惡化粉末和導電網絡之間的電接觸，導致活性材料與電極分離。

鑒于此，唐有根-王海燕團隊首次報道了一種用于AZIBs由活性金屬Zn-P、錫粉添加劑和分散在硫酸鋅電解液中的多壁碳納米管（MWCNTs）與聚丙烯酰胺（PAM）組成的半固體鋅漿料負極。PAM電解液添加劑具有各種重要功能，包括Zn-P的腐蝕抑制劑、流變網絡的增稠劑和MWCNTs的分散劑。在半固體漿料中均勻分散的MWCNTs構建了一個強大的三維離子和電子傳輸的導電框架。

此外，作為沉積種子的錫粉添加劑可以有效地避免小尺寸顆粒的優先溶解所引起的鋅的團聚沉積，這一點已通過有限元方法、3D-X射線微型計算機斷層掃描和掃描電子顯微鏡得到證明。彈性流變學網絡緩解了鋅溶解/沉積過程中的體積變化，并通過均勻的三維沉積抑制了鋅枝晶的生長。使用半固體漿料負極的全電池的維護和再生只需要更換漿料和隔膜，而其他成分保持不變，這表明半固態鋅漿全電池在大規模儲能的集成裝置中具有良好的潛力。

上述工作獲得了國家自然科學基金(No. 21975289、22109181)、湖南省科技計劃項目(No. 2020jj2042、No. 2022rc3050、No. 2017tp1001)和湖南省自然科學基金(No. 2022jj40576)的資助。唐有根-王海燕教授團隊一直從事能源材料化學和應用電化學的基礎研究，目前在Nat. Commun, Angew. Chem. Int. Ed, Energy Environ Sci, Adv Mater等國內外知名期刊發表多篇有影響力的研究論文，團隊研究成果入選了中南大學首屆重大學術進展。

審核編輯 ：李倩