可充鋅（Zn）金屬電池（RZMB）已被證明是未來能源存儲行業(yè)中一種可持續(xù)的低成本替代品。然而，難以捉摸的鋅沉積行為和水引發(fā)的寄生反應(yīng)給鋅負(fù)極的制備和商業(yè)化帶來了巨大挑戰(zhàn)，尤其是在高沉積/剝離能力下。

北京大學(xué)侯仰龍、江蘇師范大學(xué)賴超等提出了結(jié)合磁場（MF）的鐵磁界面，以有效解決上述障礙。具體而言，這項(xiàng)工作探討了鐵磁性金屬界面改性鋅負(fù)極與磁場的強(qiáng)配合，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)RZMBs制備。 研究顯示，引入具有高化學(xué)耐久性的鐵磁層可通過改變鋅離子的運(yùn)動方向，使其圍繞枝晶突起做螺旋運(yùn)動，從而增強(qiáng)傳質(zhì)和離子分布，誘導(dǎo)電解液對流，并顯著減少副反應(yīng)和抑制析氫反應(yīng)。

受益于上述優(yōu)勢，該策略成功地提高了鋅負(fù)極的性能，使其在電流密度為50 mA/cm2時的累積沉積容量（CPC）達(dá)到10 Ah/cm2，達(dá)到了商業(yè)化的目標(biāo)。此外，沉積/剝離面積容量為12 mAh/cm2的貧鋅電池（放電深度（DODZn）高達(dá) 82%）能夠穩(wěn)定運(yùn)行350小時以上。因此，ZnFe-MF||V2O5全電池在13.1 mg/cm2的高負(fù)載下穩(wěn)定循環(huán)，這使得RZMBs配置有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。

Practicable Zn metal batteries enabled by ultrastable ferromagnetic interface. Science Bulletin 2023. DOI: 10.1016/j.scib.2023.08.063