近日电子科技大学胡文成、王妮团队在Advanced Functional Materials期刊发表题为“Dual-Functional Additive Regulating Zn2+ Solvation Structure and (002) Plane-Oriented Deposition for Dendrite-Free Zn Anodes”的研究论文，团队成员高乐为论文第一作者，王妮、宾夕法尼亚州立大学Sridhar Komarneni、胡文成为论文共同通讯作者。高能中心公共分析测试平台色质谱分中心孙少冬老师利用原位电化学质谱（DEMS）为该论文提供了专业的分析测试服务。
为应对水系锌离子电池（AZIBs）中锌负极易受电池失效影响的挑战，磺基水杨酸（SSA）作为一种双功能添加剂被引入水系锌离子电池体系。其通过多重官能团的协同作用重构了锌离子的溶剂化结构，在抑制析氢反应（HER）和其他副反应的同时，能够选择性促进锌沿（002）晶面沉积，从而有效阻止枝晶形成。这一机制系统解决了锌负极面临的枝晶生长、腐蚀等问题。该研究为AZIBs的电解液设计提供了新的见解。
SSA对Zn²⁺溶剂化结构和电化学行为的调控
该研究借助高能中心公共分析测试平台的原位电化学质谱（DEMS）进行定量分析，以探究磺基水杨酸（SSA）在锌沉积/剥离过程中对析氢反应（HER）的影响，如下图所示。在为期2小时的锌沉积/剥离测试中，采用SSA/ZSO电解液的Zn||Zn对称电池表现出较低的析氢反应速率（红线），而使用ZSO电解液的对称电池则显示出明显更强的析氢现象（蓝线）。随着沉积/剥离时间的延长，ZSO电解液中的析氢信号强度持续上升（蓝线），而SSA/ZSO电解液中仅观察到微弱变化（红线）。该定量分析结果有力证实了SSA可有效抑制析氢反应。
不同电解液的Zn||Zn对称电池在2 mA cm⁻²电流密度下析氢速率的DEMS测量
【作者：孙少冬 审核：马建山】
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202518704
