水系锌离子电池是一种备受关注的新型电池技术，其具有高能量密度、安全性高、材料资源丰富等优点，因此在储能领域具有广阔的应用前景。而针对水系锌离子电池电解液添加剂的研究，也是该电池技术目前的研究热点。通过添加剂的添加，可以改善水系锌离子电池的循环稳定性、倍率性能和能量密度，从而进一步提高电池的性能表现，合适的添加剂也可以降低电池体系的成本，从而降低整个电池系统的制造成本，使其更适合于商业化应用。

近日，山东大学的熊胜林教授和奚宝娟教授团队筛选出一种绿色无毒的添加剂抗坏血酸（维生素C,Vc)，作为一种天然有机小分子酸，Vc添加剂既可调节维持锌负极表面的pH稳定，抑制副产物的生成，也可调节锌基底抑制析氢反应 (HER)，优先配位锌离子改善其溶剂化结构，以构建高性能水系锌离子电池。

作者深层次地通过理论计算分析验证了添加剂小分子Vc倾向于吸附在Zn负极表面，从而调控Zn基底，使其d带中心更靠近费米能级，从而增强了对Zn²⁺和H⁺的吸附能。在这种情况下，活性H⁺被固定在Zn衬底上，从而抑制了HER中的Tafel步骤，减少了氢气的生成。

与此同时，Vc添加剂还可以改善水系电解液中的锌离子溶剂化结构。添加剂与水合Zn离子之间的相对相互作用在文中被定量分解成五个具有化学意义的能量项，包括Pauli排斥(ΔEPauli)、静电相互作用(ΔEelstat)、极化作用(Epol)、电荷转移(Ect)和色散力(ΔEdisp)。作者在这种条件下，进行了能量分解分析（EDA），发现帮助Vc分子取代硫酸根分子进入锌离子溶剂化结构的决定性因素是增强静电相互作用和减弱Pauli排斥。

在该工作中，熊胜林教授团队创新性地以量子力学的基本定律为基础，深度探索添加剂分子对于锌基底和锌离子化学作用的形成机制描述；另一方面，该描述机制合理的模型也可以用以开发其他绿色和高性能的水系电解质，也有望应用于其他金属离子电池体系。