可充电水系锌离子电池 (AZIBs) 由于其高安全性以及高能量密度，在下一代储能方面展现出巨大潜力。但是，锌负极严重的负极/电解液界面副反应问题，如析氢反应、腐蚀反应、锌枝晶等，极大地阻碍了AZIBs的商业化应用。因此，电极/电解液界面调控以及电解液中水合锌离子结构调控对于实现稳定的AZIBs至关重要，迫切需要开发高效的多功能电解液添加剂来调节Zn²⁺的溶剂化结构，并同时改善负极/电解液界面的副反应问题。

近日，北京化工大学的于中振教授和曲晋教授团队，首次引入具有丰富孤对电子和亲锌位点的三（羟甲基）氨基甲烷 (Tris) 添加剂，富含孤对电子的Tris以垂直三配位结构取代锌表面的吸附水，并相应地改善锌负极在弛豫过程中腐蚀反应的发生。更重要的是，由于Tris比H₂O具有更低的极性和更大的尺寸特征，在Zn²⁺电镀/剥离过程中，Tris与锌负极的配位结构可以随着外加电场的周期性变化而在稳定的三配位结构和不稳定的一配位结构之间变化，从而形成动态吸附层。因此，Tris吸附结构在周期性变化的外加电场下的诱导取向极化、体积排斥效应以及与H₂O的分子间作用力，使得垂直吸附的Tris可以作为吸附位点均匀Zn²⁺沉积并加速Zn²⁺从扩散层向负极的迁移，以获得增强的Zn²⁺迁移动力学。同时，协同Tris改善水合锌离子的溶剂化结构，可以有效调控锌离子流、抑制锌枝晶生长以及其他界面副反应，实现了长循环稳定的锌负极。

锌负极作为直接与水系电解液进行接触的界面以及Zn²⁺进行沉积的场所，控制负极/电解液界面的稳定十分重要。Tirs分子含有三个亲水性羟甲基以及一个氨基基团，加入普通硫酸锌电解液之后，Tris将会取代锌负极界面的部分水分子形成动态界面保护层，抑制副反应的同时，作为吸附位点促进Zn²⁺的沉积，提升电池的动力学性能。

同时，Tris分子会进入溶剂化锌离子的溶剂化结构，释放结合水，改善Zn²⁺的溶剂化，抑制析氢反应的发生。

最终，多功能添加剂Tris的加入赋予锌负极在大电流密度下的长循环稳定性，促进了高性能水系锌离子电池的进一步发展。