近期，吉林大学未来科学国际合作联合实验室新概念材料团队在Nature Communications上发表题为‘‘Non-solvating additives regulate zinc deposition through anion-gated stern-layer competition’’的研究工作。团队提出添加剂阴离子主导的界面调控新思路，为水系锌离子电池传统溶剂化理论框架之外提供了重要的机理解释。

金属锌具有成本低、氧化还原电位适中与高理论体积容量等优势，是水系电池理想的负极候选。但水系体系中锌枝晶、析氢与腐蚀等副反应限制了水系锌电池的进一步发展。电解液改性因其操作简便、稳定锌负极效果突出而备受关注，现有机制多围绕Zn²⁺溶剂化重构展开，但部分添加剂在远低于改变Zn²⁺溶剂化壳层和体相氢键网络的浓度下，仍可显著调控界面行为与锌沉积/剥离循环性能，该现象无法单纯依靠溶剂化重构进行解释。

针对上述问题，韩炜教授团队与伦敦大学学院（UCL）何冠杰教授、杨航博士团队提出一种阴离子让步型界面调控新机制。具体而言，研究团队以多种四乙基铵季铵盐（TEA⁺X^-，X^-= BF₄^-、HSO₄^-、CH₃COO^-、Br^-）作为微量（10 mmol L^-1）电解液添加剂的模型体系。结合实验表征与理论计算证实，痕量非溶剂化添加剂对锌沉积行为的调控能力，由功能阳离子（TEA⁺）与阴离子在Stern层中的空间竞争占据效应所决定。该竞争效应直接影响功能阳离子在锌电极表面的可及程度，进而调控后续界面电化学反应过程。通过以弱亲锌性的BF₄^-替换高亲锌性阴离子，可显著提高TEA⁺在Stern层的富集程度，诱导生成富含有机组分、结构稳定的高质量固态电解质界面（SEI）。通过系统解耦SEI功能特性与界面反应动力学，证实构筑无枝晶、高可逆的锌沉积层，需要实现缓和的界面脱溶剂化速率与 SEI内部Zn²⁺快速迁移能力的协同平衡。作为概念验证，改性电解液中的锌负极在对称电池以及匹配不同正极的全电池体系中均表现出优异的电化学性能，即便在实用化电流密度与高面积容量下，依旧表现出理想的循环稳定性。

图一：传统电解质基于溶剂化调控策略与本研究非溶剂型添加剂阴阳离子界面竞争调控机制示意图

综上所述，本研究揭示了一套独立于传统溶剂化模型、由阴离子主导的新型界面调控机制，突出离子特异性界面排布的关键作用，为理解电解液‑电极界面耦合关系提供机理解释，同时为水系电池的电解液设计提供一种具备可推广性的研究框架。

论文第一作者为吉林大学博士研究生李立，吉林大学韩炜教授、伦敦大学学院何冠杰教授与杨航博士为共同通讯作者。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-76659-1