近日，工程中心赵金保教授/杨阳副教授团队在高面容量水系锌溴电池研究中取得新进展。相关成果以“Taiji-Inspired Synergistic Attraction-Repulsion Electrostatic Interactions Enable Dual-Electrode Stabilization for Durable High-Areal-Capacity Aqueous Zinc-Bromine Batteries”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（DOI: 10.1002/anie.202513224）。
水系锌溴（Zn-Br₂）电池因其固有安全性、低成本等优势，被认为是电网级储能的重要候选技术。然而，其实际应用仍面临挑战：溴化物在正极的溶解及其在锌负极处的穿梭与腐蚀反应，严重制约了其面容量和循环寿命。赵金保/杨阳团队受中国传统太极启发，开发了双电极稳定策略用于协同调控两电极的界面化学，从而实现耐用且高面容量的锌溴电池。该设计利用了对立但互补的静电相互作用的动态平衡，分别在正极和负极界面实现对溴化物的靶向吸引（阴）和排斥（阳）。在正极处，聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）中的正电荷季铵基团能够与溴化物产生强静电结合，有效将其限制在正极内，防止其扩散至电解液中。同时，在锌负极构建了具有高电负性和疏水性的荷叶仿生界面，用于排斥溴化物并抑制寄生反应。理论计算和原位电化学表征证实了该策略对于多溴化物穿梭和锌腐蚀的有效抑制。因此，优化后的电池实现了5.5 mAh cm-2的高面容量和超过20000次的良好循环稳定性，显示了双电极稳定界面工程对于改善水系锌溴电池循环稳定性的重要性。
该工作在赵金保教授和杨阳副教授指导下完成，2024级博士研究生吴启龙为论文第一作者。研究生唐溶、王培尧、孟凡响、张明浩、林思睿、吕泽恒参与并协助工作完成。该论文得到国家自然科学基金（22379125、22109030、22021001）、中央高校基本科研业务费（20720220073）、云南省重点研发计划项目（202103AA080019）、福建省对外合作项目（2022I0002）等，以及嘉庚创新实验室和表界面化学全国重点实验室的支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202513224
原文链接：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/121935.htm
