水系锌金属电池因其成本效益和安全优势引起广泛地关注。金属锌具有高的质量/体积容量、储量丰富、低的氧化还原电位等特点，被认为是最具潜力的负极材料。但是，锌负极在使用的过程中存在严重的副反应和枝晶生长的问题。

针对这些问题，在锌金属表面构筑稳定的固体电解质界面（SEI）被认为是非常有效的解决方法。但是预先沉积或者原位生长的SEI，一旦形成就会固定在锌负极表面。它们往往无法适应锌金属负极在长期沉积和剥离过程中的巨大体积变化，进而产生裂纹，发生脱落。因此，构筑动态的SEI具有重要的应用价值。

近日，山东大学杨剑教授课题组，首次探索了超薄磷酸锆（ZrP）纳米片作为电解液添加剂，用于宽温域下稳定锌负极。通过对电极/电解液界面进行分析，发现ZrP超薄纳米片可以在电极表面发生可逆的吸/脱附，从而构筑动态的电极/电解质界面。动态界面的形成不仅可以缓解添加剂的消耗，同时可以适应循环中的电极体积变化。ZrP的发现成功地改变了动态SEI仅仅局限在C₃N₄的情况。

超薄磷酸锆（ZrP）纳米片也促进了Zn²⁺在电解液中的输运。利用分子动力学模拟和实验对胶体电解液进行深入研究发现，在ZrP纳米片周围阳离子和阴离子浓度分布显著不同。其中在内亥姆霍兹层（IHP），虽然阳离子浓度较高但是它与胶体作用较强，因此扩散系数很低；在外亥姆霍兹层（OHP）阳离子浓度不但偏高，而且与胶体作用减弱，因此扩散系数显著增加；而在扩散层（DL）中， SO₄^2-进入溶剂化结构，降低了阳离子扩散系数。所以，Zn²⁺迁移的增加主要来自于其在OHP中的快速传输。

受益于增强的动力学和动态界面，即使使用廉价的材料（Zn粉末和ZnSO₄）、有限的N/P比和软包测试的情况下，锌金属电池也能在宽温度（-20°C~50°C）内展示出更为优秀的电化学性能。这些结果不仅拓宽了动态SEI的材料选择范围，而且深入揭示了胶体电解质表/界面的电荷输运机制，对于今后发展高性能胶体电解液具有重要的参考价值。