由于枝晶生長和嚴重的副反應，具有高利用效率的穩定鋅負極面臨著挑戰。人們通過開發電解液添加劑來解決這些問題，但添加劑總是會在循環過程中被電化學反應消耗掉，從而影響循環穩定性。

圖1 電解液溶劑化結構表征

山東大學楊劍、武漢紡織大學劉紅霞等采用六甲基磷酸三酰胺（HMPA）作為電解液添加劑，以實現鋅負極的穩定循環。采用HMPA是因為其配位能力強且極性低。

研究顯示，HMPA可重塑溶劑化鞘，促進陰離子（三氟甲烷磺酸鹽，OTF-）接近Zn²⁺，并促進陰離子在鋅負極上分解形成富含ZnF₂和ZnS的SEI層。此外，值得注意的是，HMPA 在陰離子分解過程中不會被消耗，這有利于鋅負極的長期深層循環。

圖2 SEI分析

重塑的溶劑化結構和原位形成的富含無機物的SEI層有效地抑制了副反應和枝晶的生長。因此，Zn(OTF)₂-HMPA-H₂O使鋅負極在高鋅利用率的情況下表現出卓越的電化學性能，遠遠優于Zn(OTF)₂-H₂O。

含有HMPA的對稱電池在10 mA cm^-2條件下可運行約500小時（10 mAh cm^-2），或在40 mA cm^-2條件下運行約 200小時（10 mAh cm^-2），鋅的利用率為85.6%。

此外，即使在貧電解液（E/C =12 μL mAh^-1）、有限鋅供應（N/P 比 = 1.8）和高容量（6.6 mAh cm^-2）條件下，Zn||V₂O₅ 全電池也能顯示出創紀錄的高累積容量。

圖3 Zn(OTF)₂-HMPA-H₂O電解液的電化學性能

Solvation Modulation Enhances Anion-Derived Solid Electrolyte Interphase for Deep Cycling of Aqueous Zinc Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202310290