CN114976298B - 诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用，属于二次电池技术领域，方法在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1‑3mmol L^‑1。通过四氟硼酸根或六氟硅酸根与锌离子的良好的络合能力形成络合阴离子，络合阴离子可以自发吸附在锌(002)晶面上，抑制(002)晶面法向上的成核生长而促进其面内生长，最终在晶体学上实现(002)晶面优先暴露的特征。本发明含氟路易斯酸添加剂通过调节锌离子的沉积行为，可以有效地抑制锌枝晶生长以及析氢副反应的活性，进而提高电池的可逆性和循环稳定性。

Description

诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，更具体地，涉及一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用。

背景技术

水系锌离子电池凭借锌金属负极的众多优势，如高体积容量、丰富的储量和低成本，成为了大规模储能系统载体最理想的选择之一，即便是目前在消费电池和动力电池市场占主导地位的有机系锂离子电池也不得不避其锋芒。尽管水系电解液赋予了锌离子电池内在的安全性，但金属锌在其中的可逆性和循环稳定性仍不太理想。推进水系锌离子电池的实际应用的进程，必须先解决金属锌负极的枝晶生长和析氢等副反应问题，进行相应的负极改性。

目前的市售锌箔(101)晶面的暴露比例最高，而该晶面具有较高的表面能且与金属锌的最密排面呈大角度排布，由此导致的析氢副反应与枝晶生长会严重限制水系锌离子电池的实际应用。

因此，如何解决水系锌离子电池金属锌负极的枝晶生长和析氢等副反应问题，成为本领域的技术难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用，其目的在于，通过在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露，由此解决水系锌离子电池中存在的枝晶生长与析氢副反应问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了以下技术方案：

一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，该方法在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1。

优选地，上述方法中，所述含氟路易斯酸包括四氟硼酸锌、六氟硅酸锌及其水合物中的任一种。

进一步优选地，上述方法中，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-1.5mmol L^-1。

更进一步优选地，上述方法中，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.6mmol/L。

优选地，所述水系锌离子电池的工作电流范围为0.1mA cm^-2-20mA cm^-2。

更进一步优选地，所述水系锌离子电池的工作电流范围为10mA cm^-2。

按照本发明的另一方面，还提供了以下技术方案：

一种可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液，其特征在于，包括含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1。

优选地，上述可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液，还包括：ZnSO₄、ZnCl₂、ZnAc₂、Zn(CF₃SO₃)₂和Zn(TFSI)₂中的至少一种。

优选地，上述可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液中，所述含氟路易斯酸的浓度为0.1-1.5mmol L^-1。

按照本发明的另一方面，还提供了以下技术方案：

一种水系锌离子电池，其电解液为上述的可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液。

优选地，上述电池的负极为金属锌，正极为钒基材料、锰基氧化物、普鲁士蓝衍生物、聚阴离子化合物和有机正极材料中的至少一种，隔膜为玻璃纤维微孔膜、聚烯烃微孔膜、聚合物多孔膜或滤膜。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及其应用，在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，四氟硼酸根或六氟硅酸根与锌离子具有良好的络合能力，形成的络合阴离子对锌(002)晶面具有强吸附性，能够自发吸附在锌(002)晶面上，抑制(002)晶面法向上的成核生长而促进其面内生长，最终在晶体学上实现(002)晶面优先暴露的特征。该方法中含氟路易斯酸添加剂通过调节锌离子的沉积行为，可以有效地抑制锌枝晶生长以及析氢副反应的活性，进而提高电池的可逆性和循环稳定性。配合高性能正极材料，将有助于推进水系锌离子电池的产业化进程。

2、本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及其应用，含氟路易斯酸在电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1，因为含氟路易斯酸酸性较强，浓度再高会适得其反，高于3mmol L^-1会导致锌片腐蚀，该浓度范围的含氟路易斯酸添加进电解液可以有效调控水系锌离子电池放电过程中的电镀过程，抑制枝晶生长和析氢等副反应的发生，从而提高锌对称电池在高利用率情况下的器件寿命和使用安全性。更优选地，本发明还提供了诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露效果更好的含氟路易斯酸浓度范围0.1-3mmol L^-1，及进一步优选的0.1-1.5mmol L^-1浓度范围。

3、本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及其应用，含有含氟路易斯酸的电解液的工作电流范围为0.1mA cm^-2-20mA cm^-2。相比现有技术电解液只能在小电流(0.5/1/2mA cm^-2)下维持稳定电池寿命，本发明把电流扩大到10mA cm^-2以上，最高达20mA cm^-2，仍然能维持稳定电池寿命，相对现有技术是巨大的改进，也更贴近商业化要求。

4、本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及其应用，通过在水系锌离子电池电解液中添加含四氟硼酸根或六氟硅酸根的氟路易斯酸添加剂调控锌沉积行为，工艺简单，原料易于制备，成本低廉。将其与高性能正极材料匹配应用，有助于提高水系锌离子电池的实际能量密度、循环寿命和安全性，具有良好的产业化前景。

附图说明

图1是金属锌主要晶面的示意图；

图2(a)是本发明对比例2制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(b)是本发明实施例9制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(c)是本发明实施例10制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(d)是本发明实施例11制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(e)是本发明实施例12制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(f)是本发明实施例13制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(g)是本发明实施例14制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(h)是本发明实施例15制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图2(i)是本发明实施例16制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，3mAh cm^-2面容量进行循环的时间电压曲线；

图3是本发明实施例10和对比例2制备的Zn|Zn对称电池以10mA cm^-2电流密度，1mAh cm^-2面容量循环100,200,300圈后的锌负极X射线衍射图谱；

图4(a)是本发明对比例2组装的Zn|Zn对称电池循环300圈后的锌负极扫描电子显微镜照片；

图4(b)是本发明实施例10组装的Zn|Zn对称电池循环300圈后的锌负极扫描电子显微镜照片；

图5是本发明对比例2和实施例10组装的Zn|Zn对称电池的倍率性能对比；

图6是本发明对比例3和实施例17组装的(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池在2A/g电流密度下的恒流充放电曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及应用，通过在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，对金属锌负极进行改性，工艺简单、成本低廉，且能通过在电极表面形成可逆吸附层或者人工固态电解质界面相来改善电极/电解液界面性质，如调控锌的沉积行为调控暴露晶面，锌(002)晶面平行于基底排布同时在金属锌的所有晶面中具有最低的表面能，调控优先暴露该晶面不仅可以降低析氢副反应的活性，还可以诱导平行于锌箔基底的锌沉积，从而抑制枝晶生长，优化水系锌离子电池的电化学性能，提高其循环稳定性和库仑效率。

本发明提供一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，该方法在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1。

金属锌的主要晶面如图1所示。含氟路易斯酸中含有的四氟硼酸根或六氟硅酸根与锌离子具有良好的络合能力，形成的络合阴离子能够自发吸附在锌(002)晶面上，抑制(002)晶面法向上的成核生长而促进其面内生长，最终在晶体学上实现(002)晶面优先暴露的特征。

含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1，优选0.1-1.5mmol L^-1，进一步优选为0.6mmol L^-1。越优选的范围锌(002)晶面优先暴露效果越好。因为含氟路易斯酸酸性较强，浓度再高会适得其反，高于3mmol L^-1会导致锌片腐蚀。

含氟路易斯酸包括四氟硼酸锌、六氟硅酸锌及其水合物中的至少一种。进一步优选为四氟硼酸锌水合物。

上述含有含氟路易斯酸的水系锌离子电池电解液还包括：ZnSO₄、ZnCl₂、ZnAc₂、Zn(CF₃SO₃)₂和Zn(TFSI)₂中的至少一种。该电解液的工作电流范围为0.1mA cm^-2-20mA cm^-2。进一步优选为10mA cm^-2。相比现有技术电解液只能在小电流(0.5/1/2mA cm^-2)下维持稳定电池寿命，本发明把电流扩大到10mA cm^-2以上，最高达20mA cm^-2，仍然能维持稳定电池寿命，相对现有技术是巨大的改进，也更贴近商业化要求。

利用上述电解液构成的水系锌离子电池负极为金属锌；正极为钒基材料、锰基氧化物、普鲁士蓝衍生物、聚阴离子化合物和有机正极材料中的至少一种；隔膜包括：玻璃纤维微孔膜、聚烯烃微孔膜、聚合物多孔膜和滤膜中的一种，进一步优选为玻璃纤维隔膜。

经测试，上述水系锌离子电池电解液能够在不影响电池容量的情况下提高水系锌离子电池的循环稳定性；根据其功能和效果，上述水系锌离子电池也可用在锌离子电化学储能装置中。

以下结合实施例和附图对本发明提供的诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法及其应用进行进一步详细的说明。

实施例1

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入0.1mmol L^-1四氟硼酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例2

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入0.6mmol L^-1四氟硼酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例3

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入1.5mmol L^-1四氟硼酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例4

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入3mmol L^-1四氟硼酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例5

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入0.1mmol L^-1六氟硅酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例6

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入0.6mmol L^-1六氟硅酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例7

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入1.5mmol L^-1六氟硅酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

实施例8

在3mol L^-1硫酸锌电解液中，加入3mmol L^-1六氟硅酸锌，获得一种水系锌离子电池电解液。

对比例1

本实施例直接采用3mol L^-1硫酸锌电解液。

上述实施例1-8和对比例1中3mol L^-1硫酸锌电解液的制备方法如下：在室温下，将86.265g七水合硫酸锌完全溶解于100mL去离子水中，配制成3mol L^-1硫酸锌水溶液。

实施例9

本实施例采用实施例1的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例1获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例10

本实施例采用实施例2的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例2获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例11

本实施例采用实施例3的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

本实施例以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例3获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例12

本实施例采用实施例4的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例4获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例13

本实施例采用实施例5的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例5获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例14

本实施例采用实施例6的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例6获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例15

本实施例采用实施例7的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例7获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

实施例16

本实施例采用实施例8的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注实施例8获得的水系锌离子电池电解液，制备出一种CR2025扣式电池，作为测试组。

对比例2

本对比例采用对比例1的电解液，组装一种Zn|Zn对称电池。具体如下：

以10μm厚锌箔作为正极和负极，玻璃纤维作为隔膜，灌注对比例1的3mol/L硫酸锌电解液，制备出1种CR2025扣式电池，作为对照组。

实施例17

本实施例采用实施例2的电解液，组装一种(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池。具体如下：

将10μm厚锌箔作为负极，(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O极片作为正极，玻璃纤维作为隔膜，灌注120μL上述实施例2的水系锌离子电池电解液，制备出1种CR2025电池，作为测试组；

本实施例中，(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O极片的制备方法如下：

步骤1，电池正极材料的制备

用电子天平分别称取0.15g V₂O₅和0.06g NH₄F，均加入到30mL去离子水中，搅拌混合均匀后再缓慢加入4mL 40％H₂O₂水溶液，继续搅拌30min。将混合液体转移到水热反应釜中，在180℃下加热反应12h后，用乙醇、去离子水分别将产物离心洗涤，再冷冻干燥，即可制备得到正极材料(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O。

步骤2，正极极片的制备

按照质量比70:25:5分别称取70mg(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O、25mg乙炔黑、5mg PVDF至玛瑙研钵搅拌均匀，然后滴入NMP进行搅浆，研磨10分钟至均匀浆状，利用刮刀将其均匀涂覆在锌箔的表面，之后放进真空干燥箱80℃搁置12小时，然后取出裁片得到(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O极片。

对比例3

本对比例采用对比例1的电解液，组装一种(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池。具体如下：

将10μm厚锌箔作为负极，(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O极片作为正极，玻璃纤维作为隔膜，灌注120μL上述对比例1的电解液，制备出1种CR2025电池，作为对照组。

本对比例中(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O极片的制备方法与实施例17中相同。

以下将通过试验验证上述实施例与对比例的效果。

(1)Zn|Zn对称电池循环稳定性测试

将实施例9-16组装的共8组测试组Zn|Zn对称电池，以及对比例2组装的1组Zn|Zn对称电池，以10mA/cm²电流密度，3mAh/cm²面容量进行循环，关注过电位的突变时间点，其时间作为对称电池的短路时间。

对比例2的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(a)所示，电池在运行12小时后短路。

实施例9的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(b)所示，电池在运行227小时后短路。

实施例10的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(c)所示，电池可运行360小时以上。

实施例11的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(d)所示，电池在运行192小时后短路。

实施例12的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(e)所示，电池在运行120小时后短路。

实施例13的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(f)所示，电池在运行180小时后短路。

实施例14的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(g)所示，电池在运行133小时后短路。

实施例15的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(h)所示，电池在运行225小时后短路。

实施例16的Zn|Zn对称电池得到的时间电压曲线如图2(i)所示，电池在运行150小时后短路。

根据实施例9-16及对比例2组装的Zn|Zn对称电池的最长短路时间筛选(图2(a)-图2(i))，可知实施例10组装的Zn|Zn对称电池短路时间最长，相应地电解液中添加剂的种类与浓度最终优选为四氟硼酸锌水合物和0.6mmol L^-1(即实施例2)。进一步枝晶抑制效果评估、Zn|Zn对称电池倍率性能测试与(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池循环稳定性测试的电解液测试组和对照组控制为3mol L^-1ZnSO₄+0.6mmol L^-1Zn(BF₄)₂与3mol L^-1ZnSO₄。

(2)电解液添加剂的枝晶抑制效果评估

将实施例10组装的1组测试组Zn|Zn对称电池，以及对比例2组装的1组Zn|Zn对称电池，以10mA cm^-2电流密度，1mAh cm^-2面容量进行循环100,200,300圈，之后取锌负极进行XRD(参见图3)和SEM表征(参见图4(a)、4(b))。

实施例10组装的1组测试组Zn|Zn对称电池，以及对比例2组装的1组Zn|Zn对称电池循环之后取出锌负极进行XRD表征的结果如图3所示，实施例10组装的1组测试组Zn|Zn对称电池循环后取出的锌箔优先暴露的晶面由(101)晶面逐渐转变为(002)晶面，而对比例2组装的1组Zn|Zn对称电池循环之后取出锌负极始终保持(101)晶面优先暴露的晶体学特征，这证明了所述含氟路易斯酸添加剂诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的晶面调控作用。

对比例2组装的1组测试组Zn|Zn对称电池循环后取出的锌箔表面扫描电子显微镜照片如图4(a)所示，锌箔表面枝晶生长严重。

实施例10组装的1组测试组Zn|Zn对称电池循环后取出的锌箔表面扫描电子显微镜照片如图4(b)所示，锌箔表面光滑且平行致密，枝晶抑制效果明显。

(3)Zn|Zn对称电池倍率性能测试

将实施例10及对比例2组装的Zn|Zn对称电池以10mAcm^-2电流密度，依次以0.5,1,2,5,10mAh cm^-2面容量进行循环10圈，关注过电位的突变时间点，其时间作为对称电池的短路时间。

实施例10及对比例2组装的Zn|Zn对称电池以10mAcm^-2电流密度，依次以0.5,1,2,5,10mAh cm^-2面容量进行循环10圈的时间电压曲线如图5所示，实施例10组装的Zn|Zn对称电池可以在以上任意电流密度下正常工作，而对比例2组装的Zn|Zn对称电池在1mAcm^-2电流密度循环8圈后便已经短路。

(4)(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池循环稳定性测试

将实施例17和对比例3组装的(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池以2A/g电流密度进行恒流充放电，电压区间为0.2-1.6V，关注全电池的容量保持率与短路时间。

实施例17和对比例3组装的(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池在2A/g电流密度下的恒流充放电曲线如图6所示，实施例17的(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池在2A/g电流密度循环2000圈没有明显容量衰减且未发生短路，而对比例3的(NH₄)₂V₆O₁₆·3H₂O|Zn全电池经过557圈循环后便已经短路，容量损失殆尽。

本发明通过在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸(如四氟硼酸锌、六氟硅酸锌及其水合物等)，在电解液中促进形成对锌(002)晶面具有强吸附性的络合阴离子，抑制(002)晶面法向上的成核生长而促进其面内生长，最终在晶体学上实现(002)晶面优先暴露的特征。该添加剂通过调节锌离子的沉积行为，可以有效地抑制锌枝晶生长以及析氢副反应的活性，进而提高电池的可逆性和循环稳定性。配合高性能正极材料，将有助于推进水系锌离子电池的产业化进程。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，其特征在于，在水系锌离子电池电解液中添加含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1。

2.如权利要求1所述的一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸包括四氟硼酸锌、六氟硅酸锌、四氟硼酸锌的水合物、六氟硅酸锌的水合物中的任一种。

3.如权利要求1所述的一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-1.5mmol L^-1。

4.如权利要求1所述的一种诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的方法，其特征在于，所述水系锌离子电池的工作电流范围为0.1mA cm^-2-20mA cm^-2。

5.一种可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液，其特征在于，包括含有四氟硼酸根或六氟硅酸根的含氟路易斯酸，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-3mmol L^-1。

6.如权利要求5所述的一种可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液，其特征在于，还包括：ZnSO₄、ZnCl₂、ZnAc₂、Zn(CF₃SO₃)₂和Zn(TFSI)₂中的至少一种。

7.如权利要求5所述的一种可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述含氟路易斯酸在所述电解液中的浓度为0.1-1.5mmol L^-1。

8.一种水系锌离子电池，其特征在于，其电解液为权利要求6-7任一项所述的可诱导水系锌离子电池锌(002)晶面优先暴露的水系锌离子电池电解液。

9.如权利要求8所述的一种水系锌离子电池，其特征在于，该电池的负极为金属锌，正极为钒基材料、锰基氧化物、普鲁士蓝衍生物、聚阴离子化合物和有机正极材料中的至少一种，隔膜为玻璃纤维微孔膜或聚合物多孔膜。