锌负极界面构建π–π共轭分子吸附层助力超稳定水系锌电池

背景：水系锌离子电池因其低成本和高安全性被视为有前景的储能技术，但锌负极在水系电解液中面临枝晶生长、析氢反应等界面不稳定问题，导致循环寿命短。研究目的：为解决上述问题，本研究通过在硫酸锌电解液中引入具有π-π共轭结构的2,5-二氨基苯磺酸（DA）有机分子添加剂，旨在构建稳定的有机-无机杂化SEI层，以调控锌沉积行为并抑制副反应。结论：DA添加剂通过其磺酸基团与锌表面强结合，其π-π共轭结构促进了均匀SEI层的形成，并引导锌沿(002)晶面择优沉积。同时，DA改变了Zn²⁺的溶剂化结构，减少了结合水，重构了氢键网络，从而有效抑制了析氢反应和枝晶生长。实验表明，使用DA电解液的Zn||Zn对称电池循环寿命显著延长，Zn||V₂O₅全电池在2000次循环后容量保持率达93.6%，证明了该策略能大幅提升锌电池的循环稳定性和可逆性。