水系锌离子电池(AZIB)因其安全、低成本和环保的特点被认为是新一代储能设备的有力竞争者，其中锌金属具有高容量、低氧化还原电位以及在地壳中的高丰度。然而，水系锌离子电池中锌负极存在以下问题：1)锌枝晶的形成：在初始的镀锌过程中，锌金属固有的表面粗糙度会导致电场分布不均匀。随着电场的增强，锌离子会更倾向于在尖端积聚并成核，从而诱导表面锌枝晶的生长。因此，锌枝晶的持续生长会穿透隔膜并导致锌离子电池的短路故障。同时，锌枝晶易从电极表面脱落并形成死锌，从而降低库仑效率(CE)。2)副反应的产生：锌金属在水系电解液中容易产生一些副反应，如腐蚀和析氢反应(HER)，导致副产物(如氧化锌或氢氧化硫酸锌)的生成，降低了锌金属的利用效率。因此，开发一种具有优异电化学性能、稳定的无枝晶锌负极对于水系锌离子电池的应用至关重要。

        鉴于此，南信大张一洲教授团队和扬大庞欢教授团队采用3D打印的方法构建了高β相含量的MXene基聚偏氟乙烯保护层(PVDF- MXene)。3D打印过程与MXene纳米片的协同作用使PVDF聚合物链由α相转变为β相，提高了打印PVDF薄膜的铁电性能。这种保护层可以控制锌离子的浓度分布，使锌离子均匀沉积。因此，使用这种负极(PVDF-MXene-Zn)的锌对称电池表现出可逆的锌沉积/剥离，具有1.0 mA cm - 2的低电压滞后，1.0 mAh cm – 2稳定循环超过4200小时，以及高达10 mA cm - 2的高倍率容量。当与MnO2和活性炭组装后，锌-二氧化锰全电池和锌离子电容器的循环稳定性显著增强。

        其成果以题为“3D Printing of MXene-Enhanced Ferroelectric Polymer for Ultrastable Zinc Anodes”在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表。本文第一、第二作者分别为南京信息工程大学朱国银博士和2021级硕士研究生张宏程，通讯作者为南京信息工程大学张一洲教授、董升阳副教授以及扬州大学庞欢教授，通讯单位为南京信息工程大学与扬州大学。