中科大余彦、三峡大学倪世兵AM：首创局域偶极界面指数，揭示阴离子极性-晶面生长关联，超长稳定高可逆锡金属负极电解液新机制

背景：酸性水系锡金属电池虽具有本征安全、成本低廉等优势，但面临析氢副反应、锡沉积形态不可控等问题，现有研究对阴离子作用的认知尚停留在定性阶段，缺乏定量描述符。研究目的：本研究旨在提出阴离子极性驱动界面调控策略，通过引入局域偶极界面指数（LDDI）作为定量描述符，揭示阴离子偶极特性与晶面选择性生长之间的内在关联，从而实现对锡金属负极沉积行为的精确调控，提升电池循环稳定性和库仑效率。结论：通过系统研究SO₄²⁻、CH₃SO₃⁻、CF₃SO₃⁻三种阴离子，发现高本征偶极的CF₃SO₃⁻可在Sn(211)晶面形成强垂直表面偶极场，抑制该晶面生长、诱导锡择优暴露Sn(211)晶面并形成均匀致密沉积层。该策略显著提升了锡负极的电化学性能：Sn//Cu半电池在10 mA cm⁻²下循环10200圈，库仑效率达99.88%；Sn//Sn对称电池稳定循环3456小时；Sn//聚苯胺全电池20000次循环后容量保持率仍有71%。分子动力学模拟、原位表征、有限元仿真等手段证实了阴离子极性对溶剂化结构、晶面吸附行为及界面电场分布的全链条调控机制，为苛刻电解液体系中p区金属的可控电沉积提供了通用设计思路。