水系鋅離子電池（AZIBs）具有安全性高、價格低廉、體積能量密度高等特點，在未來大規(guī)模儲能應用中頗具潛力。然而，鋅負極面臨嚴重的腐蝕、析氫以及枝晶生長等問題，造成可逆性差、循環(huán)壽命短，阻礙了AZIBs的實際應用。因此，亟需開發(fā)離子遷移數(shù)高且與電極界面相容性好的新型電解質(zhì)。?

近日，中國科學院理化技術(shù)研究所江雷/聞利平團隊設計并構(gòu)筑了一種梯度準固態(tài)（凝膠）電解質(zhì)（GHNs），可以同時實現(xiàn)鋅離子的高效選擇性傳輸與高穩(wěn)定性的電解-電解質(zhì)界面。研究表明，鋅負極表面原位形成的致密凝膠網(wǎng)絡，可以均勻化離子流，并能夠減少界面自由水比例，從而有效抑制電極界面處的枝晶生長與腐蝕。GHNs中不對稱分布的負電基團加速了鋅離子的體相傳輸，可以使Zn/Zn對稱電池穩(wěn)定運行超過2400小時。同時，由GHNs組裝全電池分別實現(xiàn)了在高電壓和低溫條件下的穩(wěn)定循環(huán)。此外，該研究還利用GHNs組裝了柔性軟包電池，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗彎折能力。這有望加速水系鋅離子電池的實用化發(fā)展。?

相關(guān)研究成果以Research Article的形式，發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金和中國科學院特別研究助理資助項目的支持。?

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Zn/GHNs界面結(jié)構(gòu)及其離子傳輸路徑