联手「电池大佬」港城大支春义！清华大学杨诚最新Nature子刊丨最小化电偶腐蚀实现长寿命无负极水系锌电池！

水系锌电池因高理论容量和本质安全被视为下一代可持续储能候选，但现有体系能量密度通常低于50 Wh kg⁻¹，主要源于锌金属过量使用。无负极配置通过限制负极容量（N/P比）来平衡能量密度和循环寿命，但N/P比降至4以下时，有限的锌供应会加速电池失效。本研究识别出沉积锌与异种金属集流体（如铜）之间的电偶腐蚀是无负极水系锌电池容量衰减的主导机制，占不可逆锌损失的78%。为抑制该腐蚀，团队设计了一种由电子绝缘的聚偏氟乙烯（PVDF）和高介电金属氟化物（CeF₃）组成的复合钝化层，通过介电极化均化界面电场，促进致密平行锌沉积，减少集流体暴露，从而将不可逆锌损失降低约60%。实验表明，该策略实现了99.85%的库伦效率和8000次循环（累计容量8 Ah cm⁻²），无负极软包电池能量密度超过90 Wh L⁻¹，循环130次后容量保持89%，且具有极低自放电率。研究揭示了电偶腐蚀在金属电池中的关键作用，为设计抗腐蚀异质界面提供了普适性策略。