3000次以上，提升5倍寿命！清华深研院周光敏，新发Angew！

研究概述

由于其高安全性以及在大规模储能方面的成本效益，可充电水系Zn//MnO₂电池受到了广泛关注。然而，Zn负极在酸性电解液中面临的严重酸腐蚀和析氢反应（HER）极大地阻碍了其在实际应用中的广泛推广。

2025年3月13日，清华大学深圳国际研究生院周光敏在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为《Suppressing Spontaneous Acidic Corrosion and Hydrogen Evolution for Stable Zn//MnO₂ Batteries》的研究论文。

在此，研究团队通过在电解液中引入痕量的对羟基苯甲醛（M4）来解决上述负极问题。凭借其对Zn²⁺和H₂O的强亲和力，M4分子重构了Zn(H₂O)₆²⁺溶剂化鞘，并吸附在负极表面，有效阻断了H⁺与Zn的直接接触。

这种双重作用显著减轻了酸腐蚀和HER，提高了Zn负极的可逆性和稳定性。得益于此，对称电池在5 mA cm^-2和1 mAh cm^-2条件下展现出超过2000小时的卓越循环稳定性，相比传统电池，其寿命提高了五倍。此外，Zn//MnO₂电池在酸性电解液中稳定运行超过3000个循环，平均库仑效率超过97.3%。

组装的软包电池容量高达1.68 Ah，且能稳定运行超过100个循环。这项工作提供了独特的视角，为提高水系电池系统的稳定性和效率开辟了极具潜力的新路径。

图文解读

图1：电解液中M4添加剂的特性分析

图2：M4对Zn负极的保护效果分析

图3：Zn//MnO₂电池的电化学性能测试

文献信息

Liu Y., Liu Z., Xiao Z. et al. Suppressing Spontaneous Acidic Corrosion and Hydrogen Evolution for Stable Zn//MnO₂ Batteries. Angew. Chem. Int. Ed. (2025). https://doi.org/10.1002/anie.202502896.

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