福建师范大学曾令兴、东北师范大学吴兴隆等Angew.：靶向(100)晶面调控耦合分子工程，构筑宽pH/海水适配型高性能锌碘电池

本文针对水系锌-碘电池在宽pH及海水电解液中存在的界面问题，如多碘离子穿梭、锌负极枝晶生长、腐蚀和钝化等，提出了基于次氮基三丙酸（NTPA）的改性策略。研究背景指出，锌(100)晶面虽具有优异的离子传输动力学，但易引发枝晶生长，现有方法难以兼顾稳定性与动力学。研究目的是通过分子调控构筑暴露(100)晶面的微阶梯结构并形成功能分子层，以平衡电池性能。方法上，团队采用NTPA对锌负极进行改性，利用其选择性吸附在(100)晶面，诱导形成微阶梯结构，并通过分子层降低界面水活性、阻挡有害离子。结果表明，改性后的锌负极在酸性、碱性及海水电解液中均实现超长循环：酸性Zn||I₂软包电池在2 mA·cm⁻²下循环110圈后容量达1.13 Ah，海水电解液中全电池在20 A·g⁻¹下循环20000圈后容量保持180 mAh·g⁻¹。结论证实，NTPA改性通过协同晶面调控与分子层工程技术，有效抑制了副反应与枝晶生长，显著提升了锌-碘电池的稳定性与反应动力学，为多场景高性能锌基电池的设计提供了新思路。