中科院上硅所「国家高层次人才」迟晓伟/刘宇最新Angew丨双界面隔膜解锁无负极锌电！

背景：水系锌金属电池因安全性高、成本低和环境友好，被认为适合大规模储能和便携电子设备，但其锌负极界面易发生析氢、腐蚀和枝晶生长，尤其在无负极构型中问题更突出。传统单界面策略难以同时解决正负极界面副反应和串扰。研究目的：该研究旨在通过数据科学指导的双界面隔膜工程，系统解决无负极锌金属电池中的界面副反应、活性物种穿梭和正负极串扰等瓶颈，实现高能量密度和长循环寿命。结论：通过文献数据挖掘、聚类分析、高通量筛选和DFT计算，研究团队提出非对称双界面隔膜设计：阳极侧构筑Zn²⁺供给界面(ZSI)抑制多卤化物穿梭并加速去溶剂化，阴极侧构筑复合导电界面(CCI)增强多电子反应动力学和活性物种利用。该策略使无负极Zn||MnO₂全电池实现90%电压效率并在高面载量下稳定循环超过1000圈，无负极Zn||I₂电池在38.14 mg cm⁻²超高面载量下能量效率超过90%。同时提出通用锌金属负极/电解液界面描述符(ZMAEID)，为下一代无负极水系锌金属电池建立了系统化、数据驱动和理论指导的新范式。