水系锌金属电池（AZIB）因其显著优势而成为极具前景的储能装置，这些优势包括储量丰富、体积理论容量极高以及适宜的氧化还原电位。然而，此类电池采用水溶液作为电解质，会在锌电极上引发与水相关的副反应及枝晶生长，从而破坏电解质-电极界面的稳定性。针对上述问题，我校环境与资源学院环境材料开发研究所团队提出了动态调节电子和Zn2+离子的策略、界面pH缓冲机制、两性离子pH自适应电离机制、双端基捕获机制、竞争溶剂化机制等策略，显著提升了可充水系锌金属电池的性能，相关研究成果相继发表在Adv. Mater. 2025, 37, e11484；Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, 202415221；Energy Environ. Sci., 2025, 18, 1282-1293；Adv. Energy Mater., 2025, 15, 2403689；Adv. Funct. Mater., 2024, 34, 2310486；ACS Nano, 2023, 17, 23181-23193；Adv. Sci., 2022, 9, 2201433。
近期，针对海水基Ah级AZIB实际应用需求为导向，我校环境与资源学院曾令兴教授与南开大学陈军院士团队联合研究，提出了一种双界面改性策略，旨在调控正极和负极的界面微环境，从而提升SZHBs的电化学性能。在负极侧，有机-无机杂化固体电解质界面层的形成阻止了水和Cl−与电极接触，同时确保了Zn2+的均匀沉积。在正极侧，通过添加剂引入的静电力调节了碘物种的穿梭和转化行为。路易斯碱位点和多点氢键同时调节I+的稳定性和水的活性，抑制了I+的水解。双界面稳定性的提升使Zn||I2软包电池在改性水溶液电解液中基于阴极材料可保持250次循环后1.545 Ah的高平均容量及249 Wh kg-1的高能量密度，并在改性海水电解液中完成120次循环。在改良的海水电解液中，锌-溴电池的电化学性能得到显著提升。本研究实现了安时级SZHB软包电池，为海水电池的实际应用开辟了新途径。该工作成果以“Synergistic Dual-Interface Engineering of Anode and Cathode Enabling High-Performance Seawater-based Zn–Halogen Batteries”为题发表于碳中和领域顶级期刊《Advanced Materials》，该论文第一单位为福建师范大学，第一作者为我校2023级博士生肖富玉和2024级博士生林慧，通讯作者为曾令兴教授、严振华研究员和陈军院士，陈庆华教授和钱庆荣研究员为本研究工作的主要参与者。
该研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才项目和福建省重点基金的资助。
原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73130
(环境与资源学院、碳中和现代产业学院)