导读：作者使用双功能金属铟（In）层装饰锌表面，既起到缓蚀剂的作用，又起到成核剂的作用。用处理过的Zn电极组装的对称电池可以在极低电压迟滞（54 mV）的情况下维持高达1500小时的电镀/剥离周期，并且全电池测试的寿命达到5000圈。

可充电水系锌离子储能系统由于其成本低、安全性高的优点，近年来得到了广泛的应用，但对于实际的工业化来说，仍然存在一些挑战。一个主要的问题是锌金属负极在嵌入/脱出过程中不可控的枝晶生长。通过表面改性、结构设计、电解液优化等方法可抑制枝晶生长，提高电池稳定性。另一个主要问题是电解质中锌金属的不良副反应（腐蚀）；然而，到目前为止，它还没有得到足够的重视。一方面，腐蚀过程中气体的析出增加了密封电池的内部压力，消耗了电解液，从而导致安全问题（爆炸、电解液泄漏）和电池早期失效。另一方面，锌表面的腐蚀副产物不可避免地将锌转化为电化学惰性“死”锌，从而降低了锌的利用效率。最后，绝缘副产物在锌表面的覆盖增加了电池的阻抗，导致锌镀层分布不均，加剧了枝晶生长的问题。因此，需要开发出高性能的锌离子水储能系统，并且同时防止腐蚀和枝晶生长。

针对上述问题，天津大学杨全红教授团队从防腐技术领域中寻找到灵感，使用金属铟（In）对锌负极表面进行修饰得到性能优异的耐腐蚀、无枝晶Zn|In负极。此工作近日以“A Corrosion-Resistant and Dendrite-Free Zinc Metal Anode in Aqueous Systems”为题发表在国际知名期刊《SMALL》上。

论文链接： https://doi.org/10.1002/smll.202001736

铟（In）由于其良好的化学惰性（-0.338 V vs标准氢电极）和高析氢过电位，被用作水溶液中金属的缓蚀剂。同时，作者计算结果显示，In基底对Zn原子的吸附能高于Zn基底，说明In对Zn具有良好的亲和性，Zn原子会优先沉积上。因此，In可以作为一种成核剂，促进Zn的均匀沉积。

综上所述，作者在Zn表面修饰一层双功能金属In层，既起到缓蚀剂的作用，又起到成核剂的作用，这是实现水溶液中耐腐蚀、无枝晶的锌金属负极的有效解决方案。实验结果表明，该策略简单有效。在电池循环过程中，Zn|In电极在ZnSO4电解质中表现出优异的稳定性，并且Zn|In负极组装的电池比纯Zn负极组装的电池具有更大的循环寿命。这项工作为稳定可充电水系储能系统中的锌负极甚至其他金属负极提供了一种简单而有效的途径。（文：天航）

图1. 纯Zn和Zn|In的合成图与表征。

图2. 纯Zn和Zn|In负极在ZnSO4电解质中的腐蚀表征。

图3. 纯Zn和Zn|In在对称电池中的电化学性能。

图4. AC//Zn|In在ZIC全电池中的电化学性能。