锌金属负极的枝晶生长和自发放电问题严重限制了其在大规模储能中的应用，主要原因是锌金属的体相富含缺陷，导致不均匀的成核和生长模式。
在此，中南大学周江、海南大学邢振月等人通过在电解液中引入钇（Yb）作为添加剂，从根本上改善了负极的稳定性。具体而言，Yb³⁺优先在缺陷区域富集，限制了锌在晶界处的非均匀成核，促进了沿(002)晶面的致密电沉积，同时显著抑制了晶间腐蚀。
基于此，对称电池在1 mA cm⁻²的电流密度下可稳定运行超过2400小时。此外，即使在80%的超高锌利用率下，其寿命也能延长至125小时。此外，CaV₈O₂₀·xH₂O|Zn全电池展现出优越的循环稳定性，在5 A g⁻¹的电流密度下循环1000次后几乎没有容量衰减。
图1. 对称电池性能
总之，该工作提出了一种通过简单电解液调控实现的界面缺陷改性策略。研究显示，钇（Yb）在晶格缺陷处的吸附和富集不仅避免了有害的晶间腐蚀，还实现了均匀的电荷分布，使锌优先沿平面(002)晶面沉积，同时实现了无枝晶的电沉积以及界面的抗腐蚀性。基于此，其在对称电池中高达90%放电深度（DOD）的卓越寿命以及在Zn|Cu电池中99.2%的平均库仑效率（CE）中得到了证实。此外，CVO|Zn全电池展现出0.83 A h容量和低N/P比（2.26），证明了2-0.15Yb电解液在严格实际条件下的可行性。因此，该项工作为实现面向实际应用的(002)锌电沉积开辟了新途径。
图2. 全电池性能
Repairing the interfacial defect via preferable adsorption of ytterbium enables high-utilization and dendrite-free Zn metal anode, Energy & Environmental Science 2025 DOI: 10.1039/d4ee05382f
周江，中共党员，中南大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，英国皇家化学学会会士（Fellow of the Royal Society of Chemistry，FRSC）。国家万人计划青年拔尖人才、科睿唯安全球高被引科学家（2021年至今），爱思唯尔中国高被引学者（2021年至今）、湖南省科技创新领军人才、湖南省杰出青年科学基金获得者、湖湘青年英才（科技创新类）。以一作或通讯作者在Nature Commun., Natl. Sci. Rev., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Angew. Chem., Matter, Nano-Micro Lett., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Energy Lett., ACS Nano, ACS Mater. Lett., Nano Energy, Energy Storage Mater., Adv. Sci., Acta Mater., Sci. Bull., Nano Res.,科学通报等期刊发表论文100余篇，被引33000余次，H-index指数92。