尽管水系电解液赋予电池安全操作、低成本制造和高离子导电性等优点，但水引发的腐蚀，包括自发的化学和电化学析氢腐蚀，对电池的寿命和倍率性能产生了不利影响。目前仍缺乏定性的腐蚀行为基准选择标准。
复旦大学晁栋梁、周万海、新加坡南洋理工大学张宝等通过理论模拟，提出了一种阴离子极性指数（API）策略，通过同时调控界面水和溶剂化水来抵抗腐蚀，从而实现稳定且快速的锌水系电池（ZABs）。作为概念验证，作者优先选择了一种低API阴离子的低成本锌盐——0.5 m双(4-羟基苯磺酸)锌（Zn(HBS)2）。
结合原位光谱和电化学分析表明，即使在低浓度电解液中，低API阴离子也能减少内亥姆霍兹平面中的界面水，屏蔽化学水解离。同时，它们进入Zn2+的溶剂化鞘层，降低了溶剂分离的离子对，抑制了电化学腐蚀。
结果显示，经过API筛选的锌盐实现了50 mA cm−2的快速沉积动力学（119.1 mV极化）、99.8%的高库仑效率、超过1600小时的无枝晶循环以及Zn-V电池超过5000次循环的长寿命。这些结果为大规模储能中ZABs的成功提供了新的基准指标。
图1 通过阴离子极性调节界面水
图2 半电池/全电池性能
图3 对电解液中锌阳极高稳定性的理解
晁栋梁，水系电池研究中心执行主任，复旦大学化学与材料学院青年研究员，科睿唯安高被引科学家，Materials Today Energy（影响因子9.3）副主编。上海市领军人才、国家海外高层次引进人才（四青）计划获得者。于新加坡南洋理工大学获得博士学位，2016年美国加州大学洛杉矶分校访问学者，2017年-2020年期间分别在南洋理工大学进行博士后研究、澳大利亚阿德莱德大学担任高级研究员工作，于2020年10月全职加入复旦大学先进材料实验室。主要从事新型高安全、低成本、可大规模储能器件的电荷存储机理和应用研究。
自2020年加入复旦大学，以通讯作者身份在水系电池领域发表论文20余篇，包括 Natl Sci Rev、Sci Adv、Sci Bull、JACS、Angew、AM、EES等。已出版英文专著1部，发表论文140余篇，1/3以上（累计50篇）入选ESI高被引论文，引用21000余次，H指数68 (updated on 11/2031)。曾获得《麻省理工科技评论》-“35岁以下科技创新”奖、澳大利亚研究理事会（ARC）优秀青年基金、澳大利亚研究新星奖等。
Benchmarking Corrosion with Anionic Polarity Index for Stable and Fast Aqueous Batteries Even in Low-Concentration Electrolyte. Advanced Materials 2025. DOI: 10.1002/adma.202501049