2022年12月23日，电站能量传递转化与系统教育部重点实验室田华军教授团队在自然通讯Nature Communications上发表题为“Three-dimensional Zn-based alloys for dendrite-free aqueous Zn battery in dual-cation electrolytes”学术论文。我校电站能量传递转化与系统教育部重点实验室为成果完成第一单位，田华军教授为第一作者。该成果的发表标志着我校在先进电化学储能技术领域取得新的突破。

       该研究成果创新性地解决了水系锌电池枝晶生长、析氢和固体（电极）/液体(电解液)界面腐蚀等科学问题。该研究工作通过一种低成本、通用的设计合成技术制备了系列具有功能表面结构的三维锌基合金界面材料，并详细探索了基于双阳离子电解质中锌的沉积/溶解等反应机制。研究结果表明，优化后的三维结构锌基合金负极表面有利于高效调节锌沉积/溶解过程的反应动力学。所开发的界面材料在基于单阳离子和双阳离子的水系电解质体系中能够有效抑制负极表面的枝晶生长，助力实现高安全、长循环、高性能水系锌离子电池。同时，为了深入了解电池反应动力学，研究团队开发并利用了原位光学显微镜研究了低电流密度和高电流密度（高达50 mA cm-2）下三维结构锌基合金负极的形貌演变规律。这项系统性研究工作极大地增强了对水系电化学体系中双阳离子插层化学的基本理解，并为探索高性能水系锌离子电池及其他新型储能电池体系提供科学指导。

图为三维结构锌基合金负极低成本制备与原位光学表征技术研究思路示意图

田华军，华北电力大学能源动力与机械工程学院教授，博士生导师，储能电池材料与应用技术研究所所长，国家储能技术产教融合创新平台电化学储能材料与器件团队负责人。2021荣获中国新锐科技人物卓越影响奖。田华军教授长期从事单价离子电池，包括全固态锂电池、钠离子电池；多价离子电池，包括高安全性镁、铝、锌离子电池在内的高比能二次新型储能电池研究。在Nature Communication (4篇)，Science Advances，Advanced Materials，Energy & Environmental Science， Advanced Energy Materials，Advanced Functional Materials等期刊上发表SCI文章40余篇，申请（或授权）专利12项。所领导的团队重点开发应用于电动汽车以及适用于智能电网与局域储能用储能系统的高能量密度、宽温区、长寿命、低成本钠离子电池、高安全固态锂电池、高安全多价金属离子电池储能体系。

论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35618-2