可充电铝电池（RABs）因其丰富的资源储量和独特的性能优势，如铝元素的高地壳丰度和显著的经济性特征，已成为新型储能体系创新的前沿领域。然而，RABs的商业化进程仍受制于铝金属阳极在循环过程中出现的多重失效机制：包括不可控的界面腐蚀、钝化层形成及枝晶生长等关键问题，这些现象导致电极的容量衰减加速和循环稳定性劣化，构成了其实际应用的主要技术瓶颈 近日，西安交通大学化学学院熊礼龙团队发现阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠，SDBS）作为一种具有成本效益的添加剂，在作为电解质添加剂时，通过动态均匀化界面电场来稳定Al阳极/电解质界面（图1a）。SDBS分子的烷基链通过降低界面表面张力，在电极表面形成致密吸附层，有效减缓氯铝酸基离子液体对铝阳极的化学腐蚀，同时改善电极/电解质界面润湿性。其次，SDBS的磺酸基团（-SO3）通过静电屏蔽效应重构双电层结构，其共轭苯环结构通过电子离域作用调控吸附层的电荷分布特性。这种协同作用显著优化了AlCl4⁻/Al2Cl7⁻的迁移和扩散，实现离子流均匀分布，从而促进铝阳极的均匀形核和沉积。
图1. (a) RABs中Al阳极/电解质界面示意图。(b)不同状态（静置、充电、放电）下电极表面SDBS分布示意图。 图2. (a) 纯ILs和SDBS优化电解质中沉积Al的机理示意图。（h-i）纯ILs和SDBS优化电解液中铝电镀/剥离过程的原位光学显微镜图像。 SDBS优化的Al//Al对称电池在高电流密度（5 mA cm−2）和高容量（5 mAh cm−2）下分别表现出500 h和1000 h的稳定循环。在0.5 A g−1下循环1000圈后，Al//FG电池的可逆容量达到90.01 mAh g−1，显著提高了电池的容量保持能力。本研究还进一步探讨了添加剂的官能团和离子对Al阳极的影响及作用机理，为RABs电解质的优化设计提供了见解。 论文信息 Uniform Ion Flow Effect of Dynamic Electrostatic Shielding Layer for Facilitating Homogeneous Nucleation and Deposition on Aluminum Anode Yuehong Xie, Yifan Liu, Dong Li, Xuan Wang, Danyang He, Panfeng Wang, Lilong Xiong Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501153
