近日，湖北工业大学理学院能量存储材料与器件团队在水系锌电池界面调控领域取得重要进展。相关成果以“Interfacial ion-distribution regulation enables synchronized stabilization of aqueous Zn||MnO2 batteries”为题，发表在国际知名期刊《Journal of Energy Chemistry》（能源化学领域的国际权威学术期刊；入选中国科技期刊卓越行动计划项目；一区Top期刊；影响因子：15.6）上。我院季杰老师为论文第一作者，学院胡培教授、韩建涛教授，华中科技大学伽龙教授及武汉大学陈朝吉教授为论文共同通讯作者，我院为论文第一单位。
该工作围绕水系Zn||MnO2电池中“正负极界面失稳”这一关键科学问题，设计了基于TEAOTF添加剂的电解液调控方案。TEA+并不直接参与Zn2+的主溶剂化结构，也不参与氧化还原反应，而是在电场驱动/静电作用下优先富集于电极界面，形成富TEA+的界面层。这一界面层能够减少水分子与电极的直接接触，并引导Zn2+从体相电解液中的随机三维扩散，转变为更有利于均匀反应的界面二维定向迁移。更重要的是，该策略不仅稳定了锌负极，也同步改善了MnO2正极的Zn2+嵌入化学。原位ATR-FTIR、原位Raman和原位XRD结果表明，TEA+在MnO2/电解液界面同样存在动态富集行为，可改善润湿性、抑制Mn溶解、减弱副产物ZSH的生成与滞留，并促进MnO2晶格在充放电过程中的可逆畸变。得益于此，Zn||MnO2全电池在1 A g-1下循环800次后容量保持率达到94.8%。
这项工作强调了跨电极协同界面调控对于提升水系电池整体稳定性的重要意义，为高安全、长寿命水系Zn||MnO2电池的电解液设计和实际应用提供了新的理论依据与技术路径。
该研究得到了湖北省自然科学基金创新与开发联合基金（2025AFD096）、湖北省教育厅（D20231403）和湖北工业大学科研项目基金（GCRC2021005）等项目的支持。
原文链接：Jie Ji, Jing Huang, Ruiming Shan, Jinya Tian, Rui Li, Ruining Jiang, Xiaoyan Zhou, Jiantao Han*, Pei Hu*, Long Qie*, and Chaoji Chen*. Interfacial ion-distribution regulation enables synchronized stabilization of aqueous Zn||MnO2 batteries.
https://doi.org/10.1016/j.jechem.2026.09.057
