可充電的含水鋅碘(Zn-I2)電池由于其在制造和來源方面的可持續性而成為傳統金屬基電池的具有成本效益的備選方案。然而，多碘化合物的穿梭效應和鋅陽極副反應是大規模儲能應用中亟待解決的問題。
在這里，復旦大學Jianfeng Shen提出了一種受生物學啟發的類皮膚準固態電解質(skin-QSSE)概念，它具有由共價有機框架(COF)納米層和芳綸纖維水凝膠層組成的不對稱結構。
文章要點
1）三嗪COF骨架上帶負電荷的氮位點和多碘化物之間的靜電排斥確保了碘化物活化材料的有效利用。
2）值得注意的是，DFT計算顯示，ANFs芳族聚酰胺纖維水凝膠通過降低水合鋅離子(Zn(H2O)62+)的去溶劑化能壘(0.66 eV對液體電解質的7.09 eV)誘導自發脫水過程，這減輕了鋅陽極界面處的腐蝕和枝晶形成。
3）最終，具有skin-QSSE的Zn-I2電池表現出超穩定的循環可逆性，在10 °C下經過45000次循環后，容量衰減率極低，僅為0.0018‰。
這項工作從不對稱電解質的角度提出了應對含水Zn電池中陽極和陰極界面問題的新見解。
參考文獻
Shaochong Cao, et al, Skin-like quasi-solid-state electrolytes for spontaneous zinc-ion dehydration toward ultra-stable zinc-iodine batteries, Energy Environ. Sci., 2025
DOI: 10.1039/D4EE05527F
