水系锌金属电池具有安全性高、成本低、资源丰富及环境友好等优势，在大规模储能领域具有应用前景。然而，锌负极在反复沉积与剥离过程中易发生枝晶生长、析氢、腐蚀及副产物积累，制约电池循环寿命与实际应用。这些问题不仅与锌表面的界面反应有关，也受到电解液中Zn2+溶剂化结构、离子输运及界面沉积动力学的共同影响。因此，协同调控电解液体相与电极界面，实现锌的高可逆、长寿命沉积与剥离，是水系锌金属电池发展的重要科学问题。
近日，我校海峡柔性电子（未来科技）学院张贤惠教授团队在水系锌金属电池电解液调控方面取得重要进展。团队提出基于多齿配位的体相–界面协同调控策略，引入N-乙酰神经氨酸（NANA）作为多功能电解液添加剂，同步优化Zn2+溶剂化环境与锌金属界面沉积行为，为提升电池循环稳定性提供了新思路。研究发现，NANA的羧基、羟基和乙酰胺基团可协同配位Zn2+，削弱Zn2+与SO42-的接触离子缔合，优化溶剂化结构并降低界面去溶剂化能垒。同时，NANA吸附于锌表面，形成富有机界面层，减少水与锌的直接接触，从而抑制析氢、腐蚀和副产物生成。体相与界面的协同调控促进Zn2+均匀沉积及Zn(002)晶面择优生长，形成致密平整的锌层。该研究阐明了体相溶剂化与界面演化的关联，为水系金属电池电解液设计提供新思路。
该研究成果以“Multidentate Coordination Enables Coupled Bulk Solvation and Interfacial Regulation for Stable Zinc Metal Anodes”为题发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP期刊，影响因子19.9）。
福建师范大学海峡柔性电子（未来科技）学院为该研究工作的第一完成单位，硕士生赵显厅为论文第一作者；韩国成均馆大学李艳红、Ho Seok Park教授、海峡柔性电子（未来科技）学院张贤惠教授为共同通讯作者。该项目得到福建省自然科学基金、福建省闽江学者奖励计划、福建省百人计划及韩国国家研究基金会相关项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.78567
〔海峡柔性电子（未来科技）学院〕