近日，bwin必赢中国官网徐斌教授、朱奇珍副教授团队在《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Cu-modified Ti₃C₂Cl₂ MXene with zincophilic and hydrophobic characteristics as a protective coating for highly stable Zn anode”的研究论文。该论文制备了一种亲锌、疏水的铜修饰Ti₃C₂Cl₂ MXene材料，用作水系锌离子电池锌金属负极的保护涂层，可有效抑制锌枝晶的生长和界面副反应的发生，显著提升了锌负极的稳定性和可逆性。

水系锌离子电池具有低成本、高安全、高比能的优势，在大规模储能领域有着广阔的应用前景。然而，金属锌负极在电池充放电过程中会产生枝晶和析氢、腐蚀等副反应，严重危害电池的循环寿命和能量利用率，导致锌负极的稳定性和耐用性无法满足实用化需求，已成为制约水系锌离子电池发展的关键技术瓶颈。

针对这一问题，论文采用熔融盐刻蚀法一步制备了具有高亲锌性和疏水性的铜改性、只含单一氯端基的Ti₃C₂Cl₂ MXene（Cu-MXene）材料。Cu-MXene材料涂覆于锌负极上作为保护涂层，可以提供大量的亲锌成核位点，而其高导电性可以使界面电荷分布均匀化，阻滞“尖端效应”，有效抑制了锌枝晶的生长；同时其疏水性有利于阻隔锌负极与电解液中活性水的接触，使析氢、腐蚀等界面副反应得到抑制。因此，Cu-MXene涂层修饰的锌负极表现出超过1000小时的循环寿命，在10 mA cm^-2电流密度下极化电位小于120 mV，循环1100次库仑效率保持在99.6%以上，实现了高稳定、高可逆的锌沉积/剥离性能。与NaV₃O₈·1.5H₂O正极匹配构筑的锌离子电池在1000次循环中性能稳定。本论文所提出的Cu-MXene涂层还可以扩展到其他水系电池的金属负极保护。

bwin必赢中国官网硕士研究生李延泽为论文第一作者，徐斌教授、朱奇珍副教授为论文的共同通讯作者，北京化工大学为唯一完成单位。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202213416