水系锌离子电池作为一种新兴的储能技术，具有安全性高、价格低廉、能量密度高、环境友好、易制造等优点，在规模化储能等领域具有良好的应用前景。然而，水系电解质中锌沉积的动力学较快，沉积的金属锌通常呈现疏松、不均匀的特点，在深度放电时疏松的金属锌易脱落，变成“死锌”，最终造成金属锌负极的实际利用率较低。此外，在微酸性电解液中，析氢和自发的锌腐蚀会进一步降低锌负极得库伦效率和能量效率（图1），造成水系锌离子电池循环寿命短、能量密度低等问题。

图1. 水系锌离子电池面临挑战

针对以上问题，杨应奎教授等提出了宿主设计的新思想（图2）。利用亲锌的三维结构调控金属锌的沉积/溶解行为，抑制枝晶生长；利用功能化界面选择性传导锌离子并屏蔽水分子，抑制腐蚀和析氢等副反应，最终实现金属锌负极循环寿命、库伦效率以及能量效率的大幅度提高。

图2. 金属锌负极宿主设计思路