近日，我校化学化工学院唐有根-王海燕教授团队在金属能源界面化学调控的最新研究成果以封面文章发表在化学类国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.(2023, DOI:10.1002/anie.202218612)，并被选为热点文章，论文题目为“Discovering the Intrinsic Causes of Dendrite Formation in Zinc Metal Anodes: Lattice Defects and Residual Stress”。中南大学为唯一通讯单位，王海燕教授为通讯联系人，2022级博士生谢春霖为第一作者。

金属能源具有极高的能量密度，是构建高比能电池器件的重要途经。锌金属电池由于成本低、操作简易、无本质安全隐患、能量密度较高等优点，近年来得到了快速发展，在规模储能领域显示了良好的应用前景。然而锌金属负极存在着严重的锌枝晶和低库伦效率的问题，导致电池循环寿命仍难满足规模储能的需求。因为在充放电过程中，不受控制的枝晶生长可能刺穿隔膜，最后连通阳极和阴极，导致内部短路和电池失效。因此，抑制锌负极的枝晶生长对于推动锌金属电池的实际应用非常关键。然而，研究者们对锌枝晶形成机制的理解仍然不够充分，大量研究都只停留在了宏观结构上，缺少锌沉积界面原子水平上的深入探究。

论文封面及晶体缺陷和残余应力诱导锌枝晶产生的原理示意图

为此，该团队通过EBSD，球差透射电镜，X-射线宏观残余应力方法对商业压延锌箔中的晶格缺陷和残余应力进行了系统地评估，揭示了缺陷造成的界面异质性沉积行为和残余应力限制的外延生长是锌枝晶形成的重要原因。同时，作者通过简单的退火处理可较好消除晶格缺陷和释放残余应力，最终获得了晶粒规则的锌负极，该电极展现出高度的外延生长行为和高度可逆的电化学性能。这个工作丰富了锌的外延生长条件，除了文献上报道的只与Zn(002)晶面取向有关外，它也可以在与Zn(101)或者Zn(100)晶面匹配度高的基底上进行外延生长，这对锌金属阳极的下一步改性具有重要的指导意义。

该项工作获得了国家自然科学基金项目（21975289，21905306），湖南省科技创新领军人才，湖南省杰出青年基金，湖湘青年英才等基金和人才项目的支持。唐有根-王海燕教授团队一直致力于下一代储能电池及关键材料的研发，聚焦储能材料结构与界面调控，已相继取得了系列创新成果，近年在NatureCommun.,Angew Chem Int Ed.等国际知名期刊发表多篇有影响力的研究论文，团队关于锌金属能源界面调控基础的研究成果入选了中南大学首届重大学术进展。