鋰離子電池因其高容量和長壽命而廣受歡迎。然而，潛在的安全問題和回收難題限制了其進一步的發(fā)展。近年來，水性鋅離子電池（ZIBs）因其易于組裝、環(huán)保、安全等特點而成為一種很有前景的儲能設(shè)備。特別是，ZIBs具有高理論比容量（5855mAh/cm²，820mAh/g）和低氧化還原電位（-0.762V vs.標準氫電極，SHE）的優(yōu)勢。然而，提高庫侖效率（CE）和循環(huán)穩(wěn)定性仍是一個挑戰(zhàn)，這與鋅枝晶的形成、析氫和其他副反應(yīng)有關(guān)。鋅枝晶的形成主要是由局部不均勻電流密度和“尖端效應(yīng)”引起的。氫氣沉淀和副反應(yīng)反過來又加劇了短路的風險。為了解決這些問題，研究人員提出了多種策略，如修改電解質(zhì)成分，設(shè)計三維電極結(jié)構(gòu)和設(shè)計鋅陽極表面。其中，表面改性因其操作簡便和效果顯著而備受關(guān)注。已成功開發(fā)出多種涂層材料，包括碳基涂層（石墨烯，碳納米管和碳球），金屬及合金涂層（Se，Sn），無機鹽涂層（ZnF2，BaTiO₃）以及聚合物涂層（PDA，l-半胱氨酸）。

鋅沉積包括鋅離子從水合結(jié)構(gòu)中分離，通過獲得電子的成核以及隨后的生長。這種沉積與界面雙電層（EDL）結(jié)構(gòu)有關(guān)，分別對應(yīng)于外亥姆霍茲平面（OHP）和內(nèi)亥姆霍茲平面（IHP）的反應(yīng)過程。為了實現(xiàn)均勻的鋅沉積，調(diào)節(jié)EDL結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。值得注意的是，在單組分涂層材料中，同時調(diào)制OHP和IHP不易實現(xiàn)。在這方面，復(fù)合涂層表現(xiàn)出更多優(yōu)勢，并在能量轉(zhuǎn)換方面得到了重要應(yīng)用。對于鋅陽極表面改性，復(fù)合層能有效抑制水分子和陰離子與鋅陽極的副反應(yīng)。其他功能層的存在進一步提高了離子電導(dǎo)率。其他復(fù)合層，如纖維素納米須-石墨烯（CNG）、PVDF-MOFs、BaTiO₃/P(VDF-TrFE)等也已被制備和研究。盡管報道的復(fù)合涂層集成了各個組分的優(yōu)點，但從結(jié)構(gòu)的角度看，這些復(fù)合涂層只考慮了優(yōu)化OHP或IHP。

近期，東北大學劉延國/孫宏宇團隊、哈佛大學羅蘭研究所通過化學混合法，成功制備了一種用于水鋅離子電池的新型無機-金屬復(fù)合涂層，在鋅陽極/電解質(zhì)界面上具有優(yōu)化的雙電層結(jié)構(gòu)。