可持续能源存储技术是实现未来低碳发展的关键支撑，其中水系锌离子电池因其安全性高、成本低和理论容量大，受到广泛关注。然而，商业锌金属负极普遍存在表面划痕、褶皱与微裂纹等制造缺陷，这些缺陷容易引发电场畸变、析氢副反应和锌枝晶生长，导致电池性能衰退甚至短路失效。如何实现界面自适应调控、有效修复缺陷、并稳定离子输运通道，成为构建高性能锌离子电池的关键挑战。
近日，湖北工业大学的唐寒博士、武汉理工大学的安琴友研究员团队提出了一种原位自聚合策略，在电解液中引入具有羟基与酰胺基的不饱和N-羟甲基丙烯酰胺（NHMA）分子，在锌沉积过程中自发形成自修复聚合界面层，从根本上调控界面反应行为，显著提升锌负极的可逆性与循环稳定性。 基于NHMA分子的原位聚合策略，实现了从电解液溶剂化结构调控到电极界面修复的多维度优化。NHMA分子通过与Zn²⁺形成强相互作用，原位聚合生成富含ZnS的功能性SEI层，不仅有效屏蔽活性水分子、重构氢键网络，还实现了界面缺陷自修复与Zn²⁺的有序沉积。基于NHMA的调控，对称电池的循环寿命提升了50倍，全电池在高倍率下仍保持高比容量与低阻抗表现。此项工作为水系金属电池界面工程提供了新思路，也为锌金属电池的大规模产业化应用打下了理论基础与技术支撑。除了水系电池外，多官能团协同的原位聚合策略也有望适用于其他电化学器件，只需对分子结构和金属电极引发剂进行适当的修饰，这对商用金属基电池的开发具有重要意义。
论文信息 Modulating Diffusion Kinetics and Interfacial Stability via In-Situ Constructed Self-Healing Interfaces for Highly Reversible Zinc Metal Anodes Han Tang, Hongyu Luo, Gongtao Yu, Jiale Wan, Lu Wu Feiyang Chao, Wenwei Zhang, Lianmeng Cui, Dr. Yu Liu, Prof. Ping Luo, Prof. Qinyou An 文章的第一作者是湖北工业大学的青年教师唐寒博士。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202509622
