水系锌离子电池（ZIBs）由于其安全性、成本效益和环境友好等优点，引起了巨大的研究热潮。得益于其防止电解液分解的高过电位，直接使用金属锌（Zn）箔作为负极，大大简化了电池的制造，同时也拓宽了水系电池的工作电压窗口。然而，Zn/电解液界面存在不可控的Zn枝晶生长和副反应等严重问题，使得Zn电极的库仑效率和寿命远远不能令人满意，这也激发了人们通过界面工程来解决这些问题的新研究兴趣。
近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授，伍伦贡大学Chao Wu从界面上的电极和电解质两个方面，全面总结了对界面策略的基本认识，包括机理设计、新方法的提出和技术挑战。
文章要点
1）作者首先概述了水系Zn金属电池的优点（采用Zn负极不仅大大简化了电池的制造过程，而且提高了水系电池的工作窗口）和水系ZIBs仍存在的挑战（Zn负极与水溶液之间的界面仍然存在严重的固有问题，这使得电池的性能远远不能满足实际应用的要求，其中，Zn枝晶的不可控生长和Zn金属与水溶液界面的副反应是水系ZIBs面临的两大难题）。
2）Zn枝晶生长、析氢（HER）以及Zn/电解液界面发生的Zn腐蚀等副反应都是具有挑战性的问题，只有缓解甚至解决这些问题才能实现Zn负极的高可逆性。作者总结了迄今为止，人们所开发出的可缓解以及解决上述挑战性问题的各种Zn金属表面改性策略：i）人工和原位SEI保护层（SEI保护层设计准则、SEI构建路线图和优缺点）；ii）初始Zn成核层（Zn成核层的判据和成核层路线图）。
3）作为界面的另一个重要组成部分，电解液也可以通过抑制枝晶Zn沉积和延缓副反应来提高Zn负极的CE。作者总结了最常报道的一些策略：i）电解质添加剂；ii）功能性电解质；iii）Zn2+溶剂化簇的调控。
4）作者总结了包括电化学法（Zn/Cu或Zn/Ti电池中的CE，对称Zn-Zn电池的循环寿命和全电池性能），表征技术，计算模拟和其他表征技术等在内的水系ZIBs性能评估，从而为准确评价和分析水系ZIB提供指导，以期在未来开发高性能的ZIBs。
参考文献
Libei Yuan, et al, Regulation methods for the Zn/electrolyte interphase and the effectiveness evaluation in aqueous Zn-ion batteries, Energy Environ. Sci., 2021,
DOI: 10.1039/D1EE02021H
https://doi.org/10.1039/D1EE02021H
