综述：功能性电解液添加剂在水系锌离子电池中的应用进展与展望

本综述系统探讨了电解液添加剂通过调控Zn2+沉积行为、抑制副反应（如HER）和增强界面稳定性，提升水系锌离子电池（AZIBs）性能的机制与策略。文章分类评述了枝晶抑制剂（如醇类、表面活性剂）、界面稳定剂（SEI形成剂、pH缓冲剂）、生物启发添加剂（海藻糖等）及多功能协同体系的作用原理，为设计高性能AZIBs提供了理论支撑和商业化路径。

　　

Graphical Abstract

近年来，电解液添加剂通过三重机制革新水系锌离子电池（AZIBs）性能：重构Zn²⁺溶剂化鞘（如置换H₂O分子）、构建疏水/亲锌界面层、均化离子通量。图示生动呈现了添加剂如何像"分子剪刀"修剪枝晶，又似"防腐蚀铠甲"阻断副反应。

Abstract

AZIBs凭借本征安全性与低成本成为储能新宠，但锌枝晶、氢演化反应（HER）和腐蚀等问题阻碍其商业化。本综述创新性地将添加剂分为五大功能阵营：

1. 1.

   枝晶狙击手：乙醇胺类表面活性剂通过吸附在锌负极表面，迫使Zn²⁺呈横向层状沉积；

2. 2.

   界面建筑师：ZnSO₄+Mn²⁺添加剂可在负极原位生成含Zn₄SO₄(OH)₆·xH₂O的SEI膜；

3. 3.

   离子交通警：生物小分子如海藻糖通过-OH配位调控Zn²⁺迁移数；

4. 4.

   HER灭火器：pH缓冲剂（如醋酸钠）将电解液稳定在弱酸性区间；

5. 5.

   多功能特工：同时含磺酸基与氨基的分子既能优化沉积动力学又可抑制腐蚀。

关键突破点

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  溶剂化鞘重构：二甲基亚砜（DMSO）可降低[Zn(H₂O)₆]²⁺活性，使沉积过电势降低47%；

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  界面工程：葡萄糖衍生碳层使锌负极在10 mA/cm²下循环200小时仍保持91%库伦效率；

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  仿生策略：红细胞膜仿生添加剂通过磷脂双分子层结构实现Zn²⁺的定向传输。

未来研究需聚焦低成本添加剂规模化生产，以及人工智能辅助分子设计。正如文中所言："添加剂犹如电池的维生素，微量即可激发AZIBs的全部潜能。"