水系锌离子电池（AZIB）被广泛认为是未来可行的储能解决方案，特别是对于低成本的固定应用。然而，锌负极的界面不稳定性对锌离子系统的商业潜力构成了重大挑战，促进了一系列副反应，包括自发腐蚀、析氢和枝晶生长，这些副反应会破坏电池性能，降低库仑效率（CE），最终导致电池早期故障。

在此，伦敦大学学院Thomas S. Miller，北京大学深圳研究生院潘锋等人为AZIB设计和设计了一种可操作的金属合金界面。研究显示，该界面层最初以Ag和In薄膜的形式沉积，但在原位发展成为AgxZny合金和金属铟的紧密混合物。

此外，该种双异质金属层协同调节锌离子通过合金界面的迁移，实现了致密的平面沉积锌，同时克服了锌负极退化的所有主要驱动因素。基于此，该种改性金属锌负极的对称和全电池具有稳定的电化学性能，可提供高容量的保留。

图1.理论驱动金属界面设计

总之，该工作设计了一种原位演化的锌负极金属合金中间层。研究显示，该种双异金属保护层在早期电化学循环过程中自发转变为包含 AgZn3来控制 Zn 沉积形态，并包含 In 来促进合金界面内的 Zn 离子传输，从而大大提高了金属锌负极的可逆性并避免金属锌的界面沉积。

基于此，该界面实现了对称电池超过 8000 次循环，CE 高达 99.8%，全电池超过 10,000 次循环，容量保持率为 90.2%。因此，该工作为进一步提高高度可持续和安全的 AZIB 以及其他多价金属电池的商业可行性提供了一条有效途径。

图2. 电池性能

Operando Evolution of a Hybrid Metallic Alloy Interphase for Reversible Aqueous Zinc Batteries,Angewandte Chemie International Edition2024 DOI: 10.1002/anie.202416047