水系锌电池因锌金属负极还原电位低、理论比容量高，在实现本质安全的电化学储能方面颇具潜力。但锌负极与含大量水分子的溶剂化锌离子直接接触会引发析氢反应、锌腐蚀等副反应，且负极/电解液界面电场分布不均会导致锌枝晶生长，阻碍其实际应用。
在此，华中科技大学黄云辉，北京大学李舜宁等人提出了一种具有非对称空间屏蔽效应的电解质工程策略，即利用具有非对称空间结构的分子作为共溶剂。研究显示，该分子含有小的甲基和大的环戊基不仅可以促进含有更多阴离子的Zn2+溶剂化结构和富阴离子衍生的固体电解质界面形成，而且可以有效地吸附在Zn负极表面。
基于此，Zn/I2电池可以在2 A g -1条件下稳定运行180天，循环30 000次，容量保持率为79.8%。此外，在4.74 mAh cm−2的正极面容量和2.5N/P比条件下，Zn/NH4V4O10电池在0.5 A g−1的情况下循环200次仍具有88.8%容量保持率。
图1. 电极/电解质界面机制的验证和图示
总之，该工作提出了一种新型电解液工程策略，即利用具有不对称空间结构的分子，促进了含更多阴离子的锌离子溶剂化结构和富含阴离子的 SEI 形成，平衡了分子迁移能力和屏蔽效应，提升了锌负极稳定性和水系锌电池循环寿命。因此，该工作为水系锌电池的理论研究和实际应用提供了新的思路。
图2. 电池性能
Electrolyte Engineering with Asymmetric Spatial Shielding Effect for Aqueous Zinc Batteries, Advanced Functional Materials 2025 DOI: 10.1002/adfm.202424423
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