【科研突破】
    碘在水系锌电池中作为正极材料，具备高理论容量、适宜的氧化还原电位及资源丰富等优势，使其与水系锌-碘电池一同成为储能领域关注焦点。然而，实际应用中锌枝晶生长、析氢反应以及多碘化物穿梭效应等问题严重制约了锌-碘电池性能。近日，武汉大学杨培华研究员和南洋理工大学范红金教授联手，在《Advanced Materials》发表最新研究成果，设计出一种以阳离子传导为主的水凝胶电解质（AMP-Zn，CCH），显著提升了锌-碘电池的循环稳定性。
    研究团队通过创新性地将磺酸根-SO3–共价键合到水凝胶聚合物主链上，有效解决了传统电解液中阴离子扩散导致的问题。这种新型电解质大幅提高了Zn2+迁移数至0.81，并且由于-SO3–与带负电的多碘化物间的静电排斥作用，抑制了穿梭效应，同时优化了Zn2+的溶剂化结构，从而改善了锌负极表面沉积行为，减少腐蚀和枝晶生成。
    实验结果显示，在温和条件下，采用CCH电解质的对称电池实现了5000小时稳定循环，即使在较严苛条件下，也能维持超过500小时的循环寿命。此外，搭载该电解质的锌-碘全电池展现出卓越的性能，在高倍率下经过22000次循环后，每圈容量衰减率仅为0.0076‰，远优于常规电解质体系。
    这项工作不仅为解决锌-碘电池长期存在的问题提供了新的思路，也充分证明了通过合理设计电解质官能团以实现接近单离子导体效果的重要性。两位研究者在该领域的连续合作成果揭示了水凝胶电解质在水系电池研究中的巨大潜力和广阔前景。