水系锌离子电池具备环境友好,安全性高,成本低,能量密度高等优点,被认为在大规模储能系统中具有很好的应用价值与前景。然而,金属锌负极与电解液在界面处的副反应以及在电化学循环过程中锌枝晶的生长问题使得水系锌离子电池在实际应用过程中面临循环可逆性差和稳定性差等问题,限制了其发展空间。因此,水系锌离子电池金属锌负极的改性研究对于实现二次水系锌离子电池的推广应用具有十分重要的意义。目前面对锌负极枝晶生长和界面副反应问题的主要改性策略包括电解液优化、锌沉积集流体设计、界面改性这三种。其中界面改性在近年来备受关注,被认为是一种简单且高效的锌负极改性方法。基于此,本文通过在金属锌负极的表面分别构筑了两种不同材料的界面修饰层,以实现对锌负极的界面改性:1.在ZnxV2O5·nH2O修饰的锌负极界面改性研究中,我们首次选用具有锌离子插层结构的V2O5·nH2O作为界面修饰材料,并巧妙地利用预制备的V2O5·nH2O薄膜与金属锌之间的自发氧化还原反应,直接在锌负极表面形成ZnxV2O5·nH2O（以下简称ZnVO）修饰层。实验结果表明,相比无ZnVO修饰的Bare Zn负极表面粗糙且松散的沉积形貌,有ZnVO修饰的ZnVO@Zn负极表面呈现出平整且致密的沉积形貌,这是由于ZnVO修饰层具备高的离子电导率,可以有效促进锌负极表面锌离子的均匀扩散,从而引导锌离子的均匀沉积,抑制枝晶的生长;同时ZnVO修饰层在锌负极表面的均匀覆盖,隔绝锌负极和电解液的直接接触,缓解了副反应的发生,从而提升锌负极的界面稳定性。电化学测试结果表明,在0.25 mA cm-2的电流密度下,修饰后的ZnVO@Zn的对称电池能够以较低的极化电压稳定循环560小时以上,其循环寿命相比于Bare Zn对称电池提升了10倍以上。在5 mA cm-2的大电流密度下,修饰后的ZnVO@Zn的对称电池也能够稳定循环50小时以上。进一步地,将ZnVO@Zn应用于Zn|ZnSO4+Li2SO4|LiFePO4全电池中,电池能够以高的库伦效率稳定循环1000圈,相比之下,Bare Zn的电池在250圈即失效。2.在β-PVDF修饰的锌负极界面改性研究中,我们首次以聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride,简称PVDF）作为锌负极的界面修饰材料,并以一种简单的制备方法在锌负极表面涂覆了一层β-PVDF（β相的聚偏氟乙烯）修饰层,制备得到β-PVDF表面修饰的锌负极（β-PVDF@Zn）。实验结果表明,相比于无β-PVDF修饰的Bare Zn负极不均匀且粗糙的沉积形貌,β-PVDF@Zn负极则呈现出高度均匀且平整的沉积形貌。电化学测试结果表明,修饰后的β-PVDF@Zn对称电池在0.25 mA cm-2的电流密度下可以稳定循环600小时以上,相比于Bare Zn对称电池（～52小时）提升超过10倍。即使在5 mA cm-2的大电流密度下,β-PVDF@Zn对称电池依然能够稳定循环超过600小时,相比于Bare Zn对称电池（～15小时）提升了40倍以上。在非对称电池的测试中,在1.0 mA cm-2的电流密度下,β-PVDF@Ti非对称电池能够以高的库伦效率（平均库伦效率～98.24%）稳定循环450圈,相比于Bare Ti非对称电池（～150圈）提升超过3倍。说明β-PVDF修饰层能够显著改善锌负极的循环稳定性和循环可逆性。β-PVDF界面修饰改性的作用机制可能基于以下几点:（1）β-PVDF修饰层具备良好的力学性能,使其在抑制枝晶生长的同时还能适应负极的体积变化;（2）β-PVDF中丰富的电负性C-F极性官能团与锌离子之间的相互作用力能够防止锌离子在负极表面沉积时的“尖端效应”,从而实现锌离子的均匀沉积;（3）β-PVDF修饰层在电解液中的化学惰性,能够有效提高负极的界面稳定性。