水系锌离子电池因其本质安全性和成本效益，在大规模储能应用中展现出广阔前景。然而，锌金属负极在水系电解质中的热力学不稳定性会引发有害副反应，离子通量不均或电荷传递不佳等会引发锌枝晶生长。基于此，湖北大学新能源与电气工程学院王贤保教授、陈易副教授团队在《Advanced Functional Materials》上发表热力学和动力学协同调控锌沉积的综述论文，助力开发高性能、实用化水系锌电池。

本综述系统性地阐述了一种解决锌金属负极关键问题的热力学-动力学协同优化整体策略。该策略并非依赖单一优化，而是构建了一个多层次的设计框架，涵盖从分子尺度到宏观器件的协同调控。其通过三大核心路径实现：在分子尺度上，通过电解液工程调控溶剂化结构，以同时抑制副反应热力学驱动力并优化离子迁移动力学；在界面尺度上，通过构筑多功能人工界面层，为均匀成核提供热力学引导，并为高速离子传输提供动力学保障；在电极宏观尺度上，通过三维导电骨架设计降低局部电流密度并构筑有序离子通道，实现热力学稳定与动力学优化的统一。这些路径的实践，充分验证了协同设计理念在引导锌均匀沉积、抑制枝晶与副反应方面的科学性与有效性。

为将水系锌电池从概念推向实际应用，本综述进一步提出未来研究必须突破的四个关键方向。一是深化机制理解：从现象关联到原子尺度洞察。融合先进的原位/工况表征技术与多尺度理论模拟，在原子/分子尺度揭示锌沉积/溶解的动态过程与界面演变规律，厘清热力学与动力学因素的内在耦合机制，为理性设计奠定理论基础。二是发展智能材料：从静态功能到动态响应。突破当前静态功能叠加的材料设计思路，致力于开发具有自修复、自适应响应能力的智能材料体系。三是推进实用验证：从理想条件到苛刻要求。在贴近实际应用的苛刻参数下评估策略的有效性，并系统研究不同优化策略之间的兼容性与协同效应，最终在Ah级软包电池中完成集成验证。四是变革研发范式：从试错探索到智能设计。积极拥抱材料基因组、机器学习与数字孪生等智能研发新范式，构建高质量材料数据库与性能预测模型，加速从材料筛选、电解质配方优化到器件设计的全流程，实现从传统“试错”向“理性设计”的根本性转变。

2023级研究生谭豪为论文第一作者，王贤保教授、陈易副教授、澳大利亚悉尼科技大学汪国秀院士为论文共同通讯作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75253

（审稿：廖良才　终审：覃红英）