近日，我校材料科學與工程學院姚路博士聯合北京大學潘鋒教授和英國倫敦大學學院Thomas Miller教授在水系鋅離子電池領域取得重要研究成果，該工作首次提出利用金屬合金界面相策略實現對水系鋅離子電池鋅金屬負極的原位實時保護，該成果以“Operando Evolution of a Hybrid Metallic Alloy Interphase for Reversible Aqueous Zinc Batteries”為題發表在國際頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.（https://doi.org/10.1002/anie.202416047）上，并被選為Hot Paper。論文第一單位為上海應用技術大學，上海應用技術大學姚路、北京大學潘鋒、英國倫敦大學學院Thomas Miller為本文的共同通訊作者。
水系鋅離子電池（AZIB）被普遍認為是極具發展潛力的下一代高安全、長壽命電化學儲能體系，然而AZIB長期存在鋅負極腐蝕、枝晶生長和析氫等問題，這些問題會造成電池庫侖效率降低、容量衰減，從而導致AZIB電池過早失效。
鋰金屬陽極由于可以和電解液自發形成固態電解質界面（SEI），因此可以長效保護鋰金屬負極，然而想在鋅金屬陽極表面原位均勻形成一層類似鋰金屬負極表面的SEI十分困難。如何在鋅金屬表面原位形成一層均勻致密的類SEI保護層，從而能夠原位實時保護鋅金屬負極，起到抑制鋅枝晶生長、抑制析氫和降低副反應等作用，這對水系鋅離子電池的發展至關重要。
本工作中首次提出在鋅金屬負極表面設計了一種原位演化的鋅負極金屬合金界面相，該保護層雖然最初由金屬 Ag 和 In 組成，但這個雙異質金屬保護層在早期電化學循環過程中會自發地轉變為合金界面相包括AgxZny和In，其中生成的主相AgZn3會反過來誘導鋅沿著（002）晶面進行沉積，而In則會降低鋅離子在該保護層中的遷移能壘，從而實現鋅離子在保護層體相內的擇優取向生長而避免表面沉積，最終實現無枝晶鋅金屬負極。本工作為進一步提高水系鋅離子電池的循環穩定性提供了新技術。
