研究背景
随着可再生能源的快速发展，能源存储技术的需求日益增加。水系锌离子电池(ZIBs)作为一种新兴的能量存储设备，因其良好的安全性、环境友好性和相对较低的成本而受到广泛关注。在众多锂离子电池的替代品中，水系锌离子电池具有较高的能量密度和优越的循环稳定性。
研究内容
本文围绕“锌—锌双优化策略”设计合成一种合适的锌负极保护材料，发挥本课题组原子级精确的合成能力，多角度考察，确定最佳锌负极适配产物，提升电池的全天候电化学性能，稳定锌沉积表现，加速离子传输，抑制析氢反应等副反应，组装高性能软包电池实现应用前景。相关研究成果题为“Ligand Engineering Regulation toward Zn Ions and Zn Substrate for All–Climate Zn Metal Batteries”在国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表。该课题组博士研究生张峥春雨为本文第一作者。
研究亮点
⭐锌—锌双优化策略”：设计同时面向锌离子和锌基底的水系锌离子电池负极侧性能优化策略，该优化策略应同时满足与锌离子和锌基底的相互作用，构筑均一活性位点、快速离子传输动力学、高粘附稳定性，该优化策略应精准调控均相可逆的锌化学反应，最终实现全方面的优异电化学性能
⭐原子级精确的合成最佳锌负极适配产物：以配体工程为分子结构设计起点，通过配体搜寻和配体弥合，确定了以8个Zn金属为内核，外层为苯环配体的金属纳米团簇，合成了外层配体为单苯、双苯和三苯的原子级精确的金属纳米团簇作为实现“锌—锌双优化策略”的候选化合物，经过理论计算及实验表征，发现OZSBPC这一外层双苯团簇，平衡了随苯环数增加而减弱的锌离子传输动力学及随苯环数增加而增强的粘附稳定性，是“锌—锌双优化策略”优良适配体。
⭐提升电池的全天候电化学性能：电池性能测试表明OZSBPC保护的锌负极提升了电池的库伦效率、大电流深度放电表现、长循环、倍率性能等，值得注意的是，零下30度 该改性对称电池在1 mA cm-2，0.5mAh cm-2条件下，可以稳定循环3700小时，与在零下三十度测试的全电池在1A g-1条件下可以稳定循环10000圈，说明该改性负极实现了全天候稳定充放电的能力，已报道的材料相比，具有很大性能优势。
图文导读
研究总结
文献信息
通讯作者简介
熊胜林教授简介：熊胜林，山东大学化学院无机介观能源材料化学团队负责人，博士生导师，国家级领军人才。2001年6月本科毕业于安徽工程大学并留校工作两年；2003.07–2007.05在中国科技大学硕博连读获无机化学专业博士学位；2007.06–2011.06年在中科大和新加坡国立大学从事博士后研究。2011年7月加盟山东大学化学院，研究方向：介观能源材料化学，主要从事无机合成和制备化学基础研究，特别在以能量存储与转化为导向的无机介观尺度组装结构的合成方法学、精准制备与电化学性能等方面开展基础应用研究。近五年以通讯作者在Acc. Chem. Res., Angew. Chem., Adv. Mater., CCS Chem., Sci. Bull., Nano Lett., Adv. Funct. Mater., Adv. Energy. Mater., ACS Nano, Nano Res., J. Energy Chem.等主流刊物发表论文60余篇。论文总他引26,000余次，单篇最高他引700余次，H指数91。
熊胜林主页：https://faculty.sdu.edu.cn/xiongshenglin/zh_CN/index.htm
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