文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202515756
锌碘（Zn-I2）电池因其固有的安全性和成本效益越来越受到人们的关注。然而，碘动力学迟缓和多碘化物穿梭效应等挑战严重阻碍了其实际可行性。在此，研究者们开发了一种扩散阻滞策略，将碳笼封装的Cu掺杂ZnO纳米颗粒定制在可扩展的碳纸衬底上作为碘阴极，同时延缓多碘离子穿梭效应并加速碘物质反应动力学。具体来说，碳笼和多孔纤维形成的物理屏障有效地阻碍了多碘化物的扩散，而Cu - ZnO纳米颗粒中互调的单原子Cu位点和相邻的Zn位点分别对碘种表现出显著的催化活性和化学吸附作用。因此，获得的Zn-I2电池具有26.7 mV (1 A·g−1)的超低极化电压，并且在5 A·g−1下具有超过40000次的超长循环寿命。值得注意的是，电池在60°C下保持超过5000次循环，每循环一次，容量退化率仅为0.007%，而在-20°C (vs. 25°C)下容量下降20.8 mAh·g-1，以及在负/正(N/P)比为2.5时超过1150次循环。总体而言，通过扩散阻滞策略，在恶劣条件下获得高性能的Zn-I2电池，为实际Zn-I2电池系统的合理阴极设计提供了有价值的指导。
扩散延迟策略通过将碳笼封装的cu掺杂ZnO纳米颗粒锚定在FPC上(Cu-ZnO-CC/FPC)，用于高性能Zn -I2电池。原位UV-vis和拉曼结果以及理论计算表明:1)碳笼和多孔碳纤维协同作用，延缓了聚碘化物的穿梭;2) Cu-ZnO位点同时具有很强的多碘约束和对碘的催化转化动力学。因此，在室温下，获得的Zn-I2电池具有长循环寿命，高容量保持率(5 A·g−1下40000次循环，每循环最小容量衰减率为0.00046%)和超低极化电压(1 A·g−1下26.7 mV)。此外，电池在60°C下可以保持超过5000个循环，容量保持率为65.4%，当在-20°C条件下测试时，它们表现出20.8 mAh·g-1的容量下降（与25°C下的容量相比）。采用扩散阻滞策略定制的Cu-ZnO-CC/FPC阴极可以为实际Zn-I2电池系统的阴极设计提供有意义的参考。