近日，贵州大学材料与冶金学院唐晓宁团队在水系锌电池电解液改性的研究中取得了突破性进展，该工作以“A Fluorine-Free Organic/Inorganic Interphase for Highly Reversible Aqueous Zinc Batteries”为题发表在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》(影响因子16.1，中科院一区TOP)上。贵州大学材料与冶金学院是论文的第一完成单位，贵州大学硕士研究生杨兴富为第一作者，贵州大学唐晓宁校聘副教授、贵州师范大学薛安副教授和天津大学韩大量副研究员为共同通讯作者。论文共同作者还有清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授。
水系锌电池由于本征安全、成本低廉、环境友好等特性受到广泛关注。然而，在水系电解液中锌金属负极存在腐蚀、析氢以及锌枝晶生长等问题，易导致电池过早失效，限制了其实际应用。构建稳定的固态电解质界面相（solid electrolyte interphase, SEI）被认为是解决上述问题的有前景策略，其中被广泛报道的氟化物基SEI可以有效提高水系锌电池的电化学性能，但此类SEI往往依赖于含氟前驱体的使用，由于多数氟化物难以降解，这无意中增加了环境负担，与发展水系锌电池的初衷相悖。所有锌盐中，ZnSO4因低成本、无毒、高稳定性与环境友好等优点，成为目前应用最为广泛的锌盐。因此，以ZnSO4为前驱体原位构建具有优异锌离子传导能力的ZnS基SEI极具发展前景，但SO42‒阴离子具有较高的化学/电化学稳定性，难以自发分解形成ZnS基SEI。
鉴于此，贵州大学唐晓宁校聘副教授团队开发了一种N-乙酰葡萄糖胺（NAG）电解液添加剂，该添加剂不仅可以优先吸附在锌负极表面，而且能调控锌离子溶剂化结构，特别是可以在电场作用下发生水解反应，原位生成无氟的有机（锌螯合物）/无机（ZnS和ZnCO3）复合SEI，显著提高了锌负极的可逆性和循环稳定性。
该研究得到了国家自然科学基金、贵州省科技厅科学技术基金项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202504003（撰稿：杨兴富）
一审：徐本军
二审：赵 飞
三审：刘 剑