近日，物理与光电工程学院（理工学院）物理学系麦文杰教授纳米能源课题组联合桂林电子科技大学校长张文涛教授团队在物理学Top期刊Applied Physics Letters 发表题为“Multi-functional amino acid enabling global ion regulation for high-performance aqueous Zn-I2 batteries”的最新研究成果。论文第一作者为物理学系本科生钟采霖，通讯作者为物理学系孙鹏副教授和桂林电子科技大学陈乐副教授。

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水系锌碘电池（AZIBs）的发展受到正极的穿梭效应和锌负极表面不可控副反应的制约。团队将一种多功能氨基酸添加剂脯氨酸（Pro）引入到传统电池电解液硫酸锌中，该添加剂分子拥有丰富的极性官能团，不仅可以通过分子极性作用在正极处抑制聚碘化物的扩散与穿梭，还可以破坏锌负极表面的氢键网络从而减少副反应的发生，同时诱导锌离子均匀沉积，通过调节电池整体离子动力行为来提高电池器件的稳定性。

该添加剂的引入大大提高了电池器件的寿命和性能，锌锌对称电池在10 mA cm^-2和2 mAh cm^-2的大电流条件下可稳定运行近1200 h，锌碘全电池在1 A g^-1的电流密度条件下运行6800个循环后，电池容量仍能保持64.6 %，远高于未引入添加剂时的容量保持率。本工作通过引入氨基酸添加剂来调控电池离子动力学，改善AZIBs正负极的稳定性，对未来高性能水系电池的设计开辟了新的思路。

Pro通过调控整体离子动力学对电池正负极的优化作用示意图

不同电解液体系中活性炭基底对聚碘化物的不同吸附模式理论计算模型

麦文杰教授、孙鹏副教授等一直致力于设计新型凝聚态物理相关材料提升储能电极与器件性能的相关研究。该研究工作得到了国家自然科学基金、中央财政地方科技发展指导基金和广东省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0281757

文：钟采霖

图：钟采霖

校对：孙鹏