昆士兰大学张承团队 JACS：氟化嵌段聚合物添加剂实现超稳定水系锌离子电池

背景：水系锌离子电池因成本低、安全性高、环境友好以及锌金属理论容量高等优点，被视为有潜力的大规模储能技术，但其锌金属负极在水系电解液中面临枝晶生长、析氢反应和界面副反应等问题，导致库仑效率降低和电池寿命受限。氟化电解液添加剂被用于稳定界面，但缺乏明确设计准则，性能不稳定。研究目的：昆士兰大学张承团队旨在通过设计两亲性氟化嵌段聚合物添加剂，利用自动色谱技术精准调控氟含量，构建ZnF2富集界面，以提升水系锌离子电池的循环稳定性和实用性能。结论：研究发现氟含量平衡对界面稳定性起决定性作用，合理氟含量的添加剂能原位构建富含ZnF2的固体电解质界面，有效抑制枝晶和副反应，实现均匀锌沉积。在Zn|Zn对称电池、Zn|Cu不对称电池和Zn|NVO全电池中表现出超长循环寿命和高库仑效率，软包电池也验证了实用潜力。该工作不仅提供了高性能添加剂，还建立了基于自动色谱的添加剂设计范式，为氟化电解液体系提供了清晰的结构-界面-性能关联，推动了水系金属电池中功能高分子材料的理性开发。