西北工业大学官操教授课题组在《Advanced Materials》上发表了题为"Backside Coating for Stable Zn Anode with High Utilization Rate"的研究论文。这项研究提出了一种背面涂层策略，用于构建稳定的锌阳极，该阳极即使在高放电深度下也能提供优良的循环稳定性。

水系锌离子电池因其高安全性、低成本和高理论容量而被视为下一代储能系统的有力竞争者。然而，锌阳极的利用率通常较低，导致锌离子电池的能量密度较低，限制了其实际应用。在高放电深度下，锌枝晶生长、副产物形成和析氢反应会加快，电极上出现的结构损伤（裂纹和空洞）会显著降低锌沉积/剥离的可逆性。

官操教授课题组通过背面涂层策略，有效改善了电极的力、热、电性能。背面稳定的铜（Cu）保护层可以显著降低应力集中、加速热扩散、促进电子传递，从而有效防止高锌利用率下的枝晶生长和结构损伤。通过理论计算和实验证明，这种策略能够实现锌阳极的高利用率和长循环性能。

结合表面涂层策略，所设计的阳极可以在85.5%的高放电深度下稳定循环334小时。由该阳极组装的全电池不仅获得了69.4%的高锌利用率，而且实现了高比能量密度（155.8 Wh kg^-1）和高体积能量密度（178 Wh L^-1）。

这项工作为设计高能量密度的锌离子电池提供了新颖的方法，有望推动锌离子电池技术的发展。

官操，西北工业大学柔性电子研究院教授，国家级青年人才项目获得者，西北工业大学学术委员会委员，分析测试中心副主任，柔性电子前沿科学中心副主任。研究工作主要集中于柔性储能材料和器件。已发表论文100余篇，他引11000余次，H因子54。获2019-2021科睿唯安高被引学者。