可充电水性电池以其高理论容量和重量容量（5849 mAh cm^-3，820 mAh g^-1）、低氧化还原电位（与标准氢电极相比为- 0.76 V）被认为是新一代电网规模储能的有前途的替代品。然而，异质电场分布和界面副反应被认为是ZIBs商业化的绊脚石。本文通过葡萄糖酸钠(SG)添加剂的阳离子静电屏蔽和阴离子优先吸附来解决这些挑战。

通过理论计算表明，SG阴离子的极性官能团（COO^-）优先吸附在Zn阳极上，改变Zn²⁺的迁移路线，抑制了副反应。有限元模拟说明阳离子（Na⁺）端作为动态护甲，为Zn²⁺在（002）晶面上均匀沉积提供了强大的静电屏蔽作用，从根本上消除Zn枝晶生长，促进Zn的抗腐蚀行为。进一步实验结果显示，具有改性电解质的Zn//Zn对称电池在高达80%的放电深度下可提供长达600小时的寿命。此外，即使在负/正比为2.11的历史最低水平30μL mAh^-1的贫电解质下，在1 A g^-1下循环800次后，Zn//VOX充满电池的容量保持率仍提高了84.37%。这项工作开发了一种接口双调制策略，并为ZIBs的实际应用提供了独特的见解。该工作以物理科学与工程技术学院为第一单位近期在线发表在国际著名材料学期刊Advanced Function Materials 上。

图1 （a）在优化吸附模式下，H2O和SG在不同Zn晶面上的吸附能比较；（b）ZSO和SG/ZSO电解液中的Zn²⁺浓度分布

图2 在DOD为80%时，ZSO和SG/ZSO电解液中Zn//Zn电池的循环性能。

图3 实际条件下1 A g⁻¹的循环性能

论文作者：唐欢（物理学院硕士生，共一），胡楠（化工学院硕士生，共一），马琳翔，翁浩凡，黄丹（通讯作者，物理学院），陈政军，尹旭才，徐晶（通讯作者，化工学院），何会兵（通讯作者，化工学院）

论文题目：Interfacial Dual-Modulation via Cationic Electrostatic Shielding and Anionic Preferential Adsorption toward Planar and Reversible Zinc Electrodeposition

期刊信息：Advanced Function Materials, 2024, 2402484.

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202402484.