水系锌电池（AZBs）由于本征安全、成本低廉、环境友好等特性受到广泛关注。然而，在水系电解液中锌金属负极存在腐蚀、析氢以及锌枝晶生长等问题，易导致电池过早失效，限制了其实际应用。构建稳定的固态电解质界面相（solid electrolyte interphase, SEI）被认为是解决上述问题的有前景策略，其中被广泛报道的氟化物基SEI可以有效提高水系锌电池的电化学性能，但此类SEI往往依赖于含氟前驱体的使用，由于多数氟化物难以讲解，这无意中增加了环境负担，与发展水系锌电池的初衷相悖。所有锌盐中，ZnSO₄因低成本、无毒、高稳定性与环境友好等优点，成为目前应用最为广泛的锌盐。因此，以ZnSO₄为前驱体原位构建具有优异锌离子传导能力的ZnS基SEI极具发展前景，但SO₄^2‒阴离子具有较高的化学/电化学稳定性，难以自发分解形成ZnS基SEI。

近日，贵州大学唐晓宁副教授与天津大学韩大量副研究员合作，开发了一种N-乙酰葡萄糖胺（NAG）电解液添加剂，该添加剂不仅可以优先吸附于锌负极表面，而且可以调控锌离子溶剂化结构，特别是可以在电场作用下发生水解反应，原位生成无氟的有机（锌螯合物）/无机（ZnS和ZnCO₃）复合SEI，显著提高了锌负极的可逆性和循环稳定性。

通过光谱学表征和分子动力学模拟等手段，系统揭示了NAG对Zn²⁺溶剂化结构的调控作用，表明NAG取代了Zn²⁺溶剂化结构中的部分水分子，有效抑制了水诱导的腐蚀与析氢等副反应。

最后，在电化学循环过程中，NAG不仅分解生成锌螯合物，还促进SO₄^2‒还原，原位形成无氟的有机（锌螯合物）/无机（ZnS和ZnCO₃）复合SEI。该SEI不仅可以作为坚固的物理屏障，防止水与锌负极直接接触，还可以实现快速的Zn²⁺传输动力学和均匀沉积。因此，所得Zn//Zn对称电池在0.5 mA cm^‒2和0.5 mAh cm^‒2的条件下，可以稳定运行6600小时，全电池也表现出优异的电化学性能。该工作为水系锌电池提供了一种的无氟有机/无机复合SEI构建方法，也为兼具高性能、低成本和环境友好特性的实用化锌电池的电解液设计提供了有前景的思路。

A Fluorine-Free Organic/Inorganic Interphase for Highly Reversible Aqueous Zinc Batteries

Xingfu Yang, Xiaoning Tang, Jie Lei, Xu Zeng, Jie Wen, Anni Liu, Shu Xia, Qiuyang Luo, Junnan Liu, An Xue, Daliang Han, Guangmin Zhou

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504003