由于缺乏致密的锌离子导电固体电解质界面（SEI）来抑制副反应析氢反应（HER），水系锌电池的发展面临着水分解和枝晶生长的严重挑战。

近日，美国马里兰大学王春生教授报道了一种低浓度Zn(OTF)₂-Zn(NO₃)₂水溶液电解质，以原位形成稳健的无机ZnF₂-Zn₅(CO₃)₂(OH)₆-有机双层SEI，其中无机内层促进Zn-离子扩散，而有机外层抑制水渗透。

文章要点

1）综合表征结果显示，Zn负极表面首先通过NO₃^-与HER生成的Zn²⁺和OH^-发生自端化学反应生成绝缘Zn₅(OH)₈(NO₃)₂·2H₂O层，然后转变为Zn离子导电Zn₅(CO₃)₂(OH)₆，进而促进ZnF₂内层形成。而有机控制外层则是由OTF^-还原形成。

2）实验结果显示，原位形成的SEI使Ti||Zn电池在200 h内的库仑效率（CE）高达99.8%，同时在低Zn/MnO₂容量比为2：1的Zn∥MnO₂电池中，高能量密度（168 Wh kg^-1）在700次循环中的保持率为96.5%。

参考文献

Dan Li, et al, Solid Electrolyte Interphase Design for Aqueous Zn Batteries, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202103390

https://doi.org/10.1002/anie.202103390