综述：定制化CEI架构提升高性能固态锌离子电池

《Journal of Materials Chemistry A》：Tailored CEI architectures to boost high-performance solid-state Zn-ion batteries

本综述聚焦固态锌离子电池(ZIBs)阴极-电解质界面(CEI)的关键挑战，系统梳理了界面工程策略，包括原位(in situ)重构、缺陷工程、异质结能带工程及仿生动态键合等，旨在提升界面离子传输动力学与稳定性，为开发高稳定性、智能化储能界面提供理论框架与技术路线图。

　　

固态锌离子电池（ZIBs）因其固有的安全性和环境友好性，已成为下一代储能系统的关键候选者。然而，阴极-电解质界面（CEI）存在的挑战，如缓慢的离子传输动力学、机械不稳定性以及寄生副反应，持续制约着其性能突破。本篇综述旨在通过分类概述CEI修饰策略，系统调控电极-电解质相互作用，为高性能固态ZIBs的开发提供见解。

界面挑战与工程策略

CEI是影响固态ZIBs性能的核心区域。其主要问题包括界面阻抗高、循环过程中体积变化导致的接触损失，以及难以控制的副反应。针对这些限制，界面工程提供了多种解决方案。

动态自适应原位重构

通过原位（in situ）重构策略，可在电池运行过程中自发形成稳定的界面层。这种动态自适应调节能有效钝化界面，抑制副反应，并优化离子传输路径，从而提升界面的化学与电化学稳定性。

缺陷工程激活惰性位点

引入特定缺陷（如空位、掺杂）可以激活电极材料表面的惰性位点，增强界面反应活性，促进锌离子（Zn²⁺）的迁移与存储，进而改善电池的倍率性能和循环寿命。

异质结能带工程优化电荷转移

通过构建异质结界面，调控其能带结构，可以优化电荷转移路径，降低界面阻抗，加速反应动力学。这种策略有助于实现高效的界面电荷分离与传输。

仿生动态键合与自愈合机制

受自然界启发，仿生动态键合机制（如氢键、配位键）被引入界面设计。这些动态相互作用赋予界面自愈合能力，能够在循环过程中修复微损伤，显著增强界面的机械鲁棒性和长期稳定性。

固态电解质改性增强界面耐久性

对固态电解质本身进行改性（如成分调控、复合设计）是另一关键途径。优化后的电解质能更好地与电极匹配，减少界面副反应，提高界面相容性和机械耐久性。

协同策略强化界面稳健性

将多种策略协同应用，可进一步强化界面的化学与机械稳健性。例如，结合原位重构与仿生设计，能够构建具有多重保护功能的智能界面层。

未来展望

未来的研究方向包括发展多尺度表征技术以深入理解界面过程，探索智能材料设计新范式，以及开发可扩展的制造技术。这些进展将为高稳定性、智能化储能界面的实际应用铺平道路。