近日，程发良教授、张敏教授、谢世磊副教授团队在提升水系锌离子电池性能方面取得重要进展。该研究通过静电工程策略设计了一种松散且贫水的锌离子溶剂化结构，显著提升了锌金属负极在高电流密度、高面积容量和高放电深度条件下的循环稳定性。该成果以《Electrostatic Engineering of Loose and H₂O‐Poor Solvation Structure for Practical High-Areal-Capacity Aqueous Zinc Ion Batteries》为题，发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》。我校周丽君博士后为论文的第一作者，巨乳美女 为论文第一完成单位和通讯单位。

水系锌离子电池因其安全性高、成本低、环境友好等优势，在大规模储能领域具有广阔前景。然而，锌负极在水系电解液中易发生枝晶生长和副反应，导致循环寿命短、库仑效率低，严重制约其实际应用。针对该难题，研究团队创新性地引入低介电常数共溶剂1,3-二氧戊环（DOL），构建了独特的[Zn²⁺(H₂O)_2.7(OTf⁻)_2.2DOL_1.1]溶剂化结构，有效减少了配位水分子数量，拉长了Zn²⁺–H₂O键长，降低了水的还原活性，从而显著抑制析氢反应和枝晶生长。该研究进一步揭示了DOL调控溶剂化结构的协同机制：低介电常数促进阴离子进入配位层，形成富阴离子溶剂化结构；空间位阻效应拉长Zn²⁺–H₂O键距，提升水分子的LUMO能级；同时促进形成富含ZnF₂、ZnS、ZnO等无机物的稳定固态电解质界面膜。得益于此，锌负极在50 mA cm⁻²、50 mAh cm⁻²、68.9%放电深度的极端条件下实现了1300 h的稳定循环，累积电镀容量达创纪录的32.5 Ah cm⁻²。组装的全电池（Zn/NaV₃O₈·1.5H₂O）在2000次循环后仍保持95.2%的容量。该策略还适用于1,2-二甲氧基乙烷、苯甲醇和四氢呋喃等具有相似物化性质的共溶剂，展现出良好的普适性。该研究不仅为高性能水系锌离子电池的电解液设计提供了新思路，也展示了静电调控在金属负极界面工程中的广泛应用潜力。

原文链接：//doi.org/10.1002/adfm.202525158

撰稿：周丽君

一审：李春志   二审：高 峰   三审：兰善红