近日，北京化工大学王峰教授/牛津教授团队在国际知名期刊Energy Storage Materials上发表了题为“Insight into the Zn-salt anion effects on polysaccharide-containing electrolytes for Zn anode modifications”的研究工作。该工作利用TEMPO催化氧化法制备了富含羧基的氧化纳米纤维素(TOCN)，并以此为代表，研究了不同锌盐阴离子对多糖添加剂对锌负极改性的影响。结果表明，在三种典型的锌盐阴离子（SO₄²⁻、OTf⁻和Cl⁻）中，SO₄²⁻对TOCN的正向影响最大。SO₄²⁻和TOCN之间的协同作用有效解决了锌负极相关的三大问题，因此，ZnSO₄-TOCN电解质使电池表现出最佳的电化学性能。

理论计算和实验分析表明，SO₄²⁻和TOCN之间的协同作用有效地提高了Zn²⁺的输运效率，破坏了电解质中H₂O的氢键。同时，SO₄²⁻帮助TOCN重塑Zn²⁺的溶剂化结构，从而降低配位水含量，促进Zn²⁺的脱溶过程，抑制析氢反应。此外，SO₄²⁻和TOCN在Zn负极上形成了功能SEI层，不仅加速了Zn²⁺的转移，形成致密的Zn沉积，而且作为保护层抑制了腐蚀。ZnSO₄-TOCN电解质增强了Zn// Cu电池的循环稳定性，平均CE为99.3%，值得注意的是，在1 mA cm^-2/0.5 mAh cm^-2和2 mA cm^-2/1 mAh cm^-2条件下，使用ZnSO₄-TOCN电解液可以进一步延长Zn//Zn电池的循环性能，分别超过1350 h和850 h。使用ZnSO₄-TOCN电解质的Zn//NH₄V₄O₁₀全电池表现出明显的长循环寿命，在1000次循环后仍保持82.7%的初始容量。为了进一步评估ZnSO₄-TOCN电解质的实用性能，还组装了低N/P比的Zn//NH₄V₄O₁₀全电池。使用N/P比为2.3的ZnSO₄-TOCN电解液的电池可以提供368.2 mAh g⁻¹的高初始容量和94.8 Wh kg⁻¹的高能量密度。

材料学院博士研究生马清为论文的第一作者，王峰教授、牛津教授为论文的共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

文章信息：Qing Ma, Weihao Song, Bing Wu, Chengjin Zheng, Masatsugu Fujishige, Kenji Takeuchi, Morinobu Endo, Jin Niu*, Feng Wang*, Insight into the Zn-salt anion effects on polysaccharide-containing electrolytes for Zn anode modifications, Energy Storage Materials, 2025, 80, 104388

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104388.