水系锌离子电池（ZIBs）因其环境友好、资源丰富、理论比容量高（820 mAh g⁻¹，5855 mAh cm⁻³）、氧化还原电位低（−0.76V vs. SHE）等特点，在后锂离子电池时代，尤其是柔性可穿戴电子设备和大规模储能领域受到广泛关注。然而在电池长循环过程中，锌金属表面的微观不均匀性将触发“尖端效应”，进而促进锌枝晶的形成和生长。此外，电解液中高热力学活性的锌电极还会受到自发的化学腐蚀以及电化学腐蚀。与锂金属电池不同，锌电极表面生成的碱式硫酸锌（ZHS）等副产物呈松散的“苔藓”状，无法为锌电极提供有效保护，使其避免被持续侵蚀。此外，副产物的累积将进一步破坏电极/电解质界面处的电化学环境，加剧锌枝晶的生长，进而导致较差的库伦效率和短暂的循环寿命。因此，调控电极/电解质界面处的副反应以及锌离子迁移扩散行为对构建高可逆锌电极至关重要。

鉴于上述问题，四川轻化工大学曾宪光教授课题组联合成都信息工程大学和保山学院的科研团队，利用吐温80（TW）作为电解液添加剂，在锌电极/电解质界面上调控ZHS的形核和生长，成功构建了一种基于TW修饰ZHS的致密且高耐蚀性的固态电解质界面（TW-ZHS-SEI）。研究表明，TW有助于细化ZHS晶核，诱导二维平面大尺寸ZHS转变为三维小尺寸ZHS，并可以步填充到ZHS之间的空隙，从而原位构建紧密的SEI。经过短暂的初始循环后，稳定的TW-ZHS-SEI不仅能有效抑制电解液中水与锌电极之间的副反应，还可以诱导锌离子的均匀分布，从而确保稳定的锌沉积/剥离过程。因此，所制备的Zn||Zn对称电池在1mA cm^‒2的电流密度和1mAhcm^‒2的面容量条件下，具有出色的循环稳定性（循环超过1500h），而且搭配NH₄V₄O₁₀正极材料后，在5 A g^‒1的电流密度下可以展现出120mAh g^‒1的高倍率容量。这项工作为调节和再利用界面副产物提供了方法，并为稳定电极/电解质界面提供了新的视角。

图1 TW-ZHS-SEI的形成及其对锌电极的保护作用示意图。

四川轻化工大学材料科学与工程学院硕士研究生黄开新为本文的第一作者，保山学院汪玉洁博士和成都信息工程大学郭熠博士为本文的共同通讯作者。

Huang K, Zeng X, Zhang D, et al. Tailoring crystallization zinc hydroxide sulfates growth towards stable zinc deposition chemistry. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6479-7.