可持續能源存儲技術是實現未來低碳發展的關鍵支撐，其中水系鋅離子電池因其安全性高、成本低和理論容量大，受到廣泛關注。然而，商業鋅金屬負極普遍存在表面劃痕、褶皺與微裂紋等制造缺陷，這些缺陷容易引發電場畸變、析氫副反應和鋅枝晶生長，導致電池性能衰退甚至短路失效。如何實現界面自適應調控、有效修復缺陷、并穩定離子輸運通道，成為構建高性能鋅離子電池的關鍵挑戰。
近日，湖北工業大學的唐寒博士、武漢理工大學的安琴友研究員團隊提出了一種原位自聚合策略，在電解液中引入具有羥基與酰胺基的不飽和N-羥甲基丙烯酰胺（NHMA）分子，在鋅沉積過程中自發形成自修復聚合界面層，從根本上調控界面反應行為，顯著提升鋅負極的可逆性與循環穩定性。 基于NHMA分子的原位聚合策略，實現了從電解液溶劑化結構調控到電極界面修復的多維度優化。NHMA分子通過與Zn2?形成強相互作用，原位聚合生成富含ZnS的功能性SEI層，不僅有效屏蔽活性水分子、重構氫鍵網絡，還實現了界面缺陷自修復與Zn2?的有序沉積?；贜HMA的調控，對稱電池的循環壽命提升了50倍，全電池在高倍率下仍保持高比容量與低阻抗表現。此項工作為水系金屬電池界面工程提供了新思路，也為鋅金屬電池的大規模產業化應用打下了理論基礎與技術支撐。除了水系電池外，多官能團協同的原位聚合策略也有望適用于其他電化學器件，只需對分子結構和金屬電極引發劑進行適當的修飾，這對商用金屬基電池的開發具有重要意義。
論文信息 Modulating Diffusion Kinetics and Interfacial Stability via In-Situ Constructed Self-Healing Interfaces for Highly Reversible Zinc Metal Anodes Han Tang, Hongyu Luo, Gongtao Yu, Jiale Wan, Lu Wu Feiyang Chao, Wenwei Zhang, Lianmeng Cui, Dr. Yu Liu, Prof. Ping Luo, Prof. Qinyou An 文章的第一作者是湖北工業大學的青年教師唐寒博士。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202509622
