近日，PP电子游戏网站杜涛教授团队在水系锌离子电池负极研究领域取得了重要进展。研究成果以“Interface engineering for functionalized ultra-thin zinc anodes in aqueous zinc-ion batteries”为题，发表于国际权威期刊Cell旗下子刊Cell Reports Physical Science。PP电子游戏网站杜涛教授和澳大利亚伍伦贡大学王佳兆教授为共同通讯作者，PP电子游戏网站青年教师周立峰为第一作者，PP电子游戏网站为第一完成单位。
在“双碳”目标引领下，可再生能源规模化应用成为趋势，高性能储能电池的研发至关重要。目前商用锂离子电池存在成本高、安全性不足等局限，水系锌离子电池凭借低成本、高安全性、环境友好等优势，被视为下一代储能系统的理想候选之一。然而，传统金属锌电池负极面临枝晶生长、腐蚀、析氢等核心问题，同时电极厚度大、锌利用率低导致能量密度不足，难以满足实际应用需求，制约了其商业化进程。开发兼具高安全性、长循环寿命与高能量密度的锌负极材料，成为行业亟待解决的关键难题。
该研究通过界面工程技术，成功制备出具有ZnF2镀层的功能化超薄锌负极，实现了寿命、能量密度、耐腐蚀性的突破。ZnF2镀层厚度仅40-60nm，能显著抑制枝晶生长，同时可降低腐蚀电流密度，提升电荷转移效率，使对称电池循环寿命达500h，远超未改性锌负极。在全电池测试中，该负极与V2O5正极匹配，初始比容量达325mAh·g-1，1C倍率下1000次循环容量保持率达92%，大幅提高了电池整体的能量密度，缩小了与商用电池的性能差距。在机理探究中显示，F-能促进Zn4SO4(OH)6·5H2O等副产物的可逆转化，减少电解液中Zn2+损耗，进一步延长电池寿命。该研究的低冗余设计既解决了传统锌阳极的固有缺陷，又通过电极超薄化提升了能量密度，为水系锌离子电池的实用化提供了全新解决方案，具有重要的工业应用价值。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102565
