锌金属电池的失效通常是因为锌金属负极保护层在长期运行中因水的侵入和溶解而变得不稳定，导致电极/电解液界面无法控制地出现问题和析氢反应。
基于此，2025年3月14日，吉林大学王义展/王春忠在国际期刊Energy & Environmental Science发表题为《Suppression of Interfacial Water Layer with Solid Contact by an Ultrathin Water Repellent and Zn2+ Selective Layer for Ah-Level Zinc Metal Battery》的研究论文。
在此，研究人员提出一种超薄、防水、Zn2+选择性层，以防止不需要的水层，避免水的侵入和溶解。
这种界面厚度仅为16.9nm，由防水的双十二烷基二甲基铵有机顶层和具有亚纳米孔和氧化还原活性Fe中心的无机层的开放式三维框架结构组成，这些Fe中心作为法拉第离子泵，有助于Zn2+的快速传输。
这种超薄固体接触层作为半透膜，具有低水渗透率（0.000028 mol m⁻² h⁻¹ Pa⁻¹），同时促进快速Zn2+传输，从而抑制析氢。
因此，这种层在5 mA cm⁻²下实现了超过10,000次稳定的沉积/剥离循环，平均库仑效率为99.91%。在150 C的高倍率下，Zn-I₂电池运行了65,000次，此外，还验证了Ah级Zn-I₂软包电池，展示了其在电网规模储能设备方面的可扩展应用。
该工作展示了为高能金属电池设计稳定且功能性的界面层的重要性。
Suppression of Interfacial Water Layer with Solid Contact by an Ultrathin Water Repellent and Zn2+ Selective Layer for Ah-Level Zinc Metal Battery, Energy & Environmental Science, 2025. DOI https://doi.org/10.1039/D4EE05905K
