水系锌离子电池（AZIBs）因其低成本和固有安全性被认为是能源存储系统的关键候选技术，但其商业化受到界面不稳定性（如锌枝晶生长和由水引发的副反应导致的电极钝化）的限制。
在此，中南大学周江，中国石油集团石油管工程技术研究院Jiang Long等人设计了一种含有四亚甲基二醇（TG4）作为共溶剂的可调节动力学电解液，以稳定锌负极并实现高可逆性和耐用的AZIBs。
研究显示，降低界面动力学可以有效减少法拉第电流密度的变化，细化锌金属的晶核并均匀化锌沉积。此外，其还可以参与Zn²⁺的溶剂化结构重建，从而减弱正极上的副反应和钝化。
基于此，使用该种低动力学电解液的Zn|Zn对称电池在1.0 mA cm⁻²下展现出高达7000小时的超长循环寿命。NH₄V₄O₁₀|Zn（NVO|Zn）软包电池在2.0 mA cm⁻²下可提供110 mAh的容量，并在450个循环中保持稳定的循环且无容量衰减。最重要的是，1.3 Ah的NVO|Zn AZIB在深度充放电中持续超过25天。
图1. 界面动力学对Zn沉积的调控
总之，该工作开发了一种以四亚甲基二醇（TG4）为共溶剂的可调节动力学电解液，以增强锌离子电池（ZIBs）中电极/电解液界面的兼容性。得益于TG4中丰富的极性官能团，Zn²⁺的溶剂化结构和电极/电解液界面通过TG4得以重构，从而减弱了由水分子引发的副反应和钝化。
基于此，使用这种低动力学电解液（1m ZOT TG4-5）使锌金属展现出优异的可逆性，将Zn|Zn对称电池的寿命延长至7000小时，并在1.0 mA cm⁻²/0.5 mAh cm⁻²的条件下实现了Zn|Cu不对称电池1000次循环的99%平均库仑效率。此外，放大后的NH₄V₄O₁₀|Zn（NVO|Zn）软包电池在2.0 mA cm⁻²下可提供110 mAh的稳定容量，并在超过450个循环中无容量衰减。
因此，该工作利用共溶剂电解液调节界面动力学的策略为增强锌离子电池在储能系统中的实际应用提供了一种有价值的方法。
图2. 低动力学电解液对NVO|Zn软包电池电化学性能的提升
Regulating Interfacial Kinetics Boost the Durable Ah-Level Zinc-ion Batteries, Energy & Environmental Science 2025 DOI: 10.1039/d4ee04372c
