随着可再生能源发电规模的不断扩张，储能技术已成为构建安全、低碳和环境可持续的现代能源系统的关键[1],[2]。水系锌离子电池（AZIBs）因其成本效益高、安全性好、锌资源丰富且环保等特点，被视为先进的固定式储能系统中的极具竞争力的候选者[3],[4],[5]。然而，锌阳极在循环过程中存在枝晶快速生长、析氢反应（HER）和界面腐蚀等问题[6],[7],[8],[9]。这些问题容易导致电池容量迅速下降、循环寿命显著缩短，甚至可能引发内部短路，严重阻碍了AZIBs的实际应用和商业化[10],[11],[12]。因此，有效抑制锌枝晶的无序生长并减少副反应对于提升AZIBs的综合电化学性能至关重要[13],[14],[15]。
隔膜作为位于正负极之间的关键膜层，对电池的循环寿命、倍率性能和安全性至关重要[16],[17]。目前，玻璃纤维隔膜（GF）是AZIBs中最常用的商用隔膜。虽然它们具有电化学惰性和耐高温等优点，但也存在明显的缺点：隔膜内的孔径较大且分布不均，容易导致锌离子富集并促进枝晶生长[18],[19]；玻璃纤维本身脆性高、化学惰性较强，界面相容性差，导致离子传输阻抗大且速度慢，无法有效抑制副反应。因此，对隔膜进行工程设计是解决这些问题的关键方法，也是提升AZIBs整体性能的重要途径。
recent的隔膜工程研究提出了多种策略来提升水系锌离子电池的综合性能。多孔材料的改性（如MOFs/COFs）通过有序的孔结构调节锌离子的传输和脱溶剂化过程[20],[21]；生物质基和纤维素基隔膜利用其丰富的极性功能团调节界面化学环境，抑制副反应[23],[24]；聚合物基隔膜通过分子结构工程改善锌离子的传输效率和离子导电性[25],[26]；结构工程策略则通过各向异性或复合材料设计平衡机械性能和离子传输效率[27],[28]。其中，对GF隔膜的功能改性受到了特别关注，因为它可以在保留其原有优势的同时直接解决传统隔膜的局限性。例如，Li等人[29]利用材料表面的极性功能团用纳米 diamonds改性GF隔膜，加速了锌离子的脱溶剂化并促进了均匀的金属沉积；Kim等人的研究表明，PVDF涂层可以显著增强隔膜的结构稳定性并调节水分子的传输，从而提高电池的长期循环性能[30]。尽管现有研究取得了进展，但各种改性技术仍有局限性。因此，开发高效、低成本的改性方法以优化GF隔膜的综合性能具有重要的实际意义。
本研究采用浸渍-干燥方法制备了PVDF@GF隔膜，实现了水系锌离子电池中多维的物理和化学界面调节。现有的氟化隔膜研究主要集中在构建亲锌通道以调节离子传输和固定阴离子以防止穿梭效应[31],[32]。相比之下，本工作重点研究了氟化学与界面离子传输之间的协同作用，建立了多尺度界面调控机制。PVDF中的C–F键通过亲锌配位、疏水屏障效应和静电调节作用促进了锌离子的脱溶剂化和均匀成核；带负电的氟基团排斥硫酸根离子并吸附氢离子，抑制了析氢反应。此外，良好的界面离子传输促进了锌离子的均匀沉积，并促进了锌离子沿(002)晶面的优先生长。实验结果表明，Zn|1%PVDF@GF|Zn电池具有优异的长期循环稳定性。相应的Zn|1%PVDF@GF|MnO2全电池也表现出良好的循环稳定性和容量保持能力。这项工作为功能性隔膜的设计和可控制备提供了新的思路和实验证据，有助于提升水系锌离子电池的性能。
