近日，哈工大机电学院/郑州研究院杨立军教授团队基于超快激光微纳制造技术精准调控了锌负极电化学性能，研究成果以Ultrafast Laser One-Step Construction of 3D Micro-/Nanostructures Achieving High-Performance Zinc Metal Anodes
锌金属具有存储量丰富、无毒、环保、低电化学电势、高理论容量等优势，已成为水系锌离子电池最有前途的负极材料。然而，在水系锌离子电池循环过程中，锌负极表面不可控的枝晶生长及有害腐蚀/副反应缩短了器件性能。
针对上述问题，团队运用超快激光一步制备方法构建锌金属负极表面功能性三维微纳结构，有效解决了锌负极存在的枝晶生长及腐蚀/副反应问题。三维微纳结构集成了低局部电流密度、快速锌离子传输和超高锌沉积空间，有效优化了电极表面电场分布、锌离子浓度分布和锌的成核行为，从而实现了均匀的锌沉积并抑制了腐蚀/副反应，在实际应用中展现出优异的电化学性能和柔性性能，为在金属电极表面构建三维微纳结构以实现高性能储能器件提供创新方法。
哈工大为第一通讯单位。杨立军教授、化工与化学学院学院范立双副教授、中国医学科学院北京协和医学院田思超教授和韩国科学技术院Jinwoo Lee教授为论文共同通讯作者。研究院博士后刘亚楠、学校机电学院丁烨副教授为论文共同第一作者。
该研究获重点领域研发计划、国家自然科学基金、上海航天科技创新基金、黑龙江省头雁团队原创探索基金、韩国国家研究基金等项目支持。
超快激光一步制备锌负极表面三维纳结构
锌负极表面锌成核机理
水系锌离子电池电化学性能及作用
研究人员简介
刘亚楠，哈工大郑州研究院激光智能制造研究所优秀博士后，主要从事超快激光微纳制造机理及应用研究。在PhotoniX，Materials & Design，Journal of Manufacturing Processes，Ceramics International等期刊发表论文10余篇。
编辑：刘亚楠；审核：苏轩、梅鹏飞
