预处理压制是至关重要的必要步骤，因为锌阳极的表面形貌决定了整个电池界面的可靠性。通过使用实验室液压机压平箔材，研究人员消除了微观缺陷和波动，这些缺陷和波动会催化失效，从而确保实验结果反映的是化学性质而非物理缺陷。
表面决定稳定性。 市售锌箔的表面存在不规则性，会导致电场集中并加速失效。压制可形成高度平坦的基底，促进均匀的固体电解质界面（SEI），物理上抑制枝晶的形成，并确保一致的循环性能。
表面形貌的物理学
消除微观缺陷
标准锌箔肉眼看起来通常很光滑，但存在显著的微观波动。这些固有的缺陷会破坏精确界面研究所需的均匀性。
减轻尖端效应
表面突起在运行过程中自然会吸引更高的电流密度。这种现象称为尖端效应，会加速在这些特定点的局部锌沉积。
规范电流分布
通过机械压平阳极，可以创建一致的表面景观。这确保了电流均匀分布在整个电极上，而不是集中在特定的高应力点。
对界面化学的影响
实现均匀的 SEI 形成
平坦的基底允许电解质中的组分与锌表面均匀反应。这促进了均匀的固体电解质界面（SEI）的形成，它起着保护屏障的作用。
物理抑制枝晶
枝晶——导致短路的尖锐针状结构——优先在不平坦的位点成核。压制箔材可物理减少可用成核位点的数量，从而抑制锌枝晶的形成。
提高长期稳定性
正如在锂金属类似应用中所指出的，光滑的表面在充电周期中会诱导均匀的离子沉积。这直接转化为电池改进的长期循环稳定性。
预处理的关键考虑因素
精度和可重复性
压制过程必须高度精确才能有效。使用实验室液压机可确保在不同样品之间实现均匀且可重复的压平。
过度加工的风险
虽然平坦是目标，但过大的压力会改变金属的晶粒结构，或者如果压机表面不洁净，则会引入污染。在物理压平与保持材料完整性之间取得平衡至关重要。
最大化实验可靠性
为确保您对锌界面稳定性的研究准确且可重复，请考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是基础机理分析：您必须压制箔材，以将电化学行为与由表面粗糙度引起的物理伪影分离开来。
- 如果您的主要重点是长期循环：通过从尽可能平坦的基底开始，优先形成均匀的 SEI，以延迟枝晶的发生。
通过预处理控制表面形貌是实现高稳定性锌金属电池的基础步骤。
总结表：
| 关键优势 | 对电池性能的影响 |
|---|---|
| 表面压平 | 消除导致失效的微观缺陷和波动。 |
| 电流规范化 | 减轻“尖端效应”，实现均匀的电流分布。 |
| SEI 优化 | 促进均匀的固体电解质界面保护屏障。 |
| 枝晶抑制 | 减少成核位点，防止针状生长和短路。 |
| 数据可靠性 | 确保结果反映的是电化学行为，而非表面伪影。 |
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参考文献
- Hao Fu, Ho Seok Park. Exploring Hybrid Electrolytes for Zn Metal Batteries. DOI: 10.1002/aenm.202501152
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
