研究人員在首爾國立大學對水性鋅離子電池的性能和穩定性進行了改進，這一突破來自於對電解液中單一分子的調整。新的電解液配方使得測試電池在600次充放電循環中平均可達到99.96%的庫倫效率，並保持穩定運行。鋅離子電池的需求主要來自於其使用豐富且低成本的材料，尤其是鋅和水，這使得它們在安全性上優於許多鋰離子電池系統。研究團隊在一項新研究中指出，“對於更安全、更經濟和更可持續的能源儲存技術的追求，驅動了對超越傳統鋰離子電池的儲存解決方案的廣泛研究。”水性鋅離子電池憑藉其固有的安全性、成本效益以及鋅金屬陽極的卓越電化學性能，提供了令人信服的優勢。
儘管如此，水性鋅離子電池的性能常常受限於電極與液體電解液之間的界面。在電解液中的水分子往往會分解，鋅沉積不均，形成樹狀晶體，可能導致短路。為了解決這一問題，研究團隊專注於設計電解液的共溶劑。研究中提到，“通過用二氟甲基取代三乙基磷酸酯中的乙氧基基團，開發了一種改性的磷酸酯共溶劑——二乙基（雙氟甲基）磷酸酯（DEDFP）。”這種電解液在486次循環後仍保留70.06%的容量，並且在700次循環後仍可持續運行，遠超過TEP基系統在381次循環後失效的穩定性。結構上的修改使得與鋅離子之間的相互作用變得更為理想，這降低了鋅離子脫離其周圍溶劑殼層並沉積到電極上的能量需求。
使用DEDFP共溶劑的一個重要成果是能在鋅電極表面形成穩定的保護層。這種改性的分子在電池的初次充電過程中更容易被還原，這一還原過程可誘導二氟甲基基團的分解，從而形成由ZnF₂組成的被動化固體電解質界面（SEI）層。這一層具有離子導電性，允許鋅離子通過，但同時物理上阻止水分子和其他反應性物質到達電極表面。這一保護層的形成對於抑制水的分解至關重要，因為水分解是水性系統中氣體生成和效率損失的主要原因。
在對稱電池測試中，在DEDFP系統中循環的電極顯示出穩定的電壓特性和形態，甚至在高電流密度下也能保持穩定。掃描電子顯微鏡的觀察顯示，鋅以平坦、橫向排列的層狀形式沉積，與TEP基系統和純水電解液中形成的不規則或樹狀結構形成鮮明對比。在使用V₆O₁₃陰極的全電池配置中，DEDFP系統在較高的充放電速率下也顯示出穩定的容量保持，而其他系統則迅速降解。整體而言，基於DEDFP的電池在300次循環中顯示出65.4%的良好容量保持，突顯了其在實際應用中的潛力。這些研究結果不僅為鋅離子電池的發展提供了新的思路，也為未來能源儲存技術的進步奠定了基礎。
