水系锌电池（AZBs）因其高安全性、低成本、环境友好性受到广泛关注，但其商业化进程受到锌电极低可逆性和弱循环寿命的限制，主要原因在于析氢反应（HER）和不均匀的Zn沉积。HER由Zn²⁺溶剂化壳层中水的还原引起，会生成氢气，加速Zn表面副反应；Zn沉积的非均匀性则易导致枝晶生长，进而损坏电极界面。

在此，马里兰大学王春生团队提出了一种基于 Et(30) 极性参数 的水系锌电池电解液优化策略，实现了高可逆性Zn电极的构建，并显著提升了电池的循环稳定性。

具体而言，作者通过引入F-添加剂促进ZnF₂保护层的形成，减少 Zn 电极与水的直接接触，降低枝晶生长和析氢副反应，实现5500小时超长循环寿命和99.8%的库仑效率。此外，采用优化电解液的Zn||PANI全电池展现出高达130 mAh/g的比容量，并实现长循环稳定性（1000次循环）。

图1. 用于共溶剂电解液设计的 Et(30) 性能参数

总之，该工作提出了一种基于Et(30)极性参数的电解液优化策略，旨在提升水系锌电池（AZB）的性能。研究显示，Et(30)极性尺度与Zn电极的库仑效率（CE）之间存在火山形关系，即最佳 Et(30) 范围（约 45）能有效提高Zn²⁺溶剂化结构的稳定性，减少析氢反应（HER）和Zn枝晶生长，进而提升电池的可逆性和循环稳定性。

此外，研究引入了 F-基添加剂，促进了 ZnF₂ 固态电解质界面层（SEI）的形成，进一步抑制了 HER 和枝晶生长。使用优化电解液的 Zn||PANI 全电池展示了高比容量（130 mAh/g）和长循环寿命（1000 次以上）。因此，该工作提供了新的电解液设计策略，为水系锌电池的高性能应用奠定了基础。

图2. Zn||PANI电池性能

Electrolyte design for aqueous Zn batteries, Joule 2025 DOI: 10.1016/j.joule.2025.101844 

王春生 教授， 1996年博士毕业于浙江大学，目前为美国马里兰大学 R.F & F. R. Wright杰出讲座教授，马里兰大学-美国陆军实验室极端电池联合研究中心（CREB）的创始人，同时任马里兰大学一方的中心主任。AquaLith Advanced Materials公司的联合创始人。在Science, Nature, Nature Energy, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Nature Chemistry, Joule等顶级期刊发表SCI论文300余篇，文章他引50000余次，H-index为124。自2018年以来为科睿唯安（Clarivate）全球高被引学者。2015年和2021年两次获得马里兰大学年度最佳发明奖。2021年获得ECS Battery Division Research Award。