近日，化材问鼎手机版(中国)王宏飞博士在国际知名学术期刊Chem在线发表研究论文“Ion-dipole interaction manipulated bilateral interface chemistry for deep rechargeability and high redox activity of Zn-organic batteries”（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2025.102411）。Chem期刊是Cell的姊妹刊，是化学领域最具影响力的刊物之一，为中科院分区一区Top期刊，最新影响因子为19.1。问鼎手机版为第一通讯单位，王宏飞博士为通讯作者，化材问鼎手机版(中国)2022级硕士研究生陈艳艳和杭州高等研究院2021级硕士研究生殷博文为论文共同第一作者。
锌-有机电池由于安全性高和成本低，在当前储能系统中展现良好的应用前景。目前，有机正极的低容量密度以及锌负极存在的枝晶和析氢问题，严重影响电池的能量密度和循环寿命。为了应对这一问题，戊二酰亚胺（Glu）作为一种三功能电解质添加剂被提出，其可以同步调控锌离子溶剂化结构，提升镀锌/剥离循环稳定性以及促进聚苯胺（PANI）正极的氧化还原活性。实验测试和理论模拟表明，向Zn(ClO4)2中加入Glu分子可以通过离子－偶极相互作用的调节影响锌离子的溶剂化结构，促进脱溶过程。同时，Glu分子在锌负极表面可优先吸附，能够引导锌离子沿着具有较低表面能的（002）晶面均匀沉积，抑制锌枝晶生长。此外，Glu分子与Zn(ClO4)2协同形成固体电解质界面（SEI）层，有效规避副反应。基于优化的溶剂化结构和锌沉积行为，含Glu电解质的对称电池获得了优异的循环寿命，即使在高达85.2%的放电深度下也能保持138小时。此外，Glu分子可以重新调配水合锌离子的电荷分布，有效解离ClO4–阴离子，从而增强PANI正极在充放电过程中的氧化还原活性，使得Zn//PANI全电池展现出长循环寿命，即在1000次循环后，电池容量保持率仍高达91.0%。这项研究工作为开发新型高效电解质并改善Zn//PANI电池的双界面化学提供理论指导。
问鼎手机版(中国)纳米催化与能源转化团队围绕锌基电池领域取得了一系列研究成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202310970; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202218872; Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2302187; Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2400276; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212915; Energy Storage Mater. 2025, 76, 104113）。这项工作是继上述研究工作基础之上，在锌基电池界面调控方向取得的又一重要进展。
研究成果得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金重大项目、浙江省万人计划杰出人才项目和金华市重大科技计划等经费资助。
编辑：张文潇
