近日，我院丛博文副教授与哈尔滨工业大学王博教授团队合作，在国际化学顶级学术期刊Angewandte Chemie International Edition（中科院分区化学大类1区TOP期刊，影响因子17.0）上发表题为“Biomimetic Anchor-Capture Effect of Multidentate Electrolyte Additive for Ultrastable Aqueous Zinc Ion Batteries”的研究论文。实现了我院在化学学科领域顶级期刊论文的首次突破，该论文同时获评Very Important Paper（VIP，Top 5%），体现了研究工作的高质量与创新性，受到国内外同行广泛关注。

水系锌离子电池具有成本低、安全性高等优势，适用于大规模储能，但其锌负极存在枝晶生长与析氢腐蚀两大关键问题，严重影响电池的循环寿命与可逆性，阻碍了商业化进程。因此，亟需开发高效策略以协同调控锌沉积行为并稳定电极界面。本研究创新性地提出了一种基于天然产物-甜菊糖苷（Stevia，ST）的仿生“锚定-捕获”策略，同步解决了锌负极枝晶生长与析氢反应两大难题。通过理论计算与多种先进表征技术相结合，研究深入揭示了ST分子优先吸附构建均匀界面、重构氢键网络抑制水活性，以及其柔性多齿链捕获Zn²⁺、引导均匀沉积的协同作用机制，为高性能水系锌离子电池负极界面设计提供了新思路。

主要创新点介绍：

本研究首次提出并验证了一种仿生策略，采用天然、绿色、可生物降解的甜菊糖苷（ST）作为痕量电解液添加剂。ST分子具有多齿柔性结构，可同时实现“锚定”与“捕获”双重功能：优先强吸附于锌负极表面，构建均匀界面层；有效固定Zn⟡⁺并抑制其横向扩散，从动力学与热力学上协同调控锌沉积行为。其刚性骨架与多齿亲水链能重构界面氢键网络，显著抑制水活性和析氢反应，并促进Zn⟡⁺脱溶剂化，实现“一剂多效”的界面稳定。基于该策略，锌负极表现出创纪录的循环稳定性（Zn||Zn对称电池在0.5 mA cm^-2下循环超过8800小时）与极高可逆性（Zn||Cu电池平均库仑效率＞99.5%，全电池1000次循环容量保持率近100%）。该工作为高性能、长寿命水系锌离子电池的实用化提供了突破性方案。

据悉，德国化学学会主办的Angewandte Chemie International Edition (Angew)和美国化学会主办的Journal of the American Chemical Society (JACS)同属化学学科领域顶级期刊。Angew期刊内容涵盖有机化学、催化、材料科学等二十余个分支领域，更注重研究的新颖性、突破性、及时性和广泛吸引力，鼓励“热点”和“概念创新”文章。

通讯作者简介：

丛博文，东北农业大学文理学院副教授，硕士生导师。2023年毕业于哈尔滨工业大学获博士学位，同年10月入职东北农业大学。主要从事新型化学电源(锂离子电池、钠离子电池、水系锌离子电池等)的研究工作，近年来在Angewandte Chemie International Edition、ACS Catalysis、Energy Storage Materials、Chemical Engineering Journal、Journal of Colloid and Interface Science、Nano Energy等SCI期刊上发表学术论文20余篇。