近日，我校材料与化学工程学院科研团队在国际化学学术顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》，自然指数期刊，中科院一区Top期刊，影响因子16.1）上发表题为“Modulating Diffusion Kinetics and Interfacial Stability via In-Situ Constructed Self-Healing Interfaces for Highly Reversible Zinc Metal Anodes”的研究论文。材化学院青年教师唐寒博士为论文第一作者，我校为论文第一单位。

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。本研究提出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。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目的支持。

【文章链接】

Han Tang, Hongyu Luo, Gongtao Yu, Jiale Wan, Lu Wu, Feiyang Chao, Wenwei Zhang, Lianmeng Cui, Yu Liu, Ping Luo, Qinyou An; Modulating Diffusion Kinetics and Interfacial Stability via In-Situ Constructed Self-Healing Interfaces for Highly Reversible Zinc Metal Anodes. Angew Chem Int Edit. 2025, e202509622. 

https://doi.org/10.1002/anie.202509622 

【第一作者介绍】

唐寒，湖北工业大学讲师，主要专注于新型电极材料的设计构筑、可控制备、表面调控以及原位表征和模拟计算。主持国家自然科学基金青年项目并参与多项国家和省部级项目。目前以第一作者和通讯作者发表SCI论文近20篇。

文章转自湖北工业大学新闻网