打破百年瓶颈！香港城市大学「电池大佬」支春义团队，重磅Science子刊 | 一种中性超亲水水凝胶电解质！

本研究针对水系锌锰电池长期受限于低于1.99V放电平台的瓶颈问题，提出了一种新型中性超亲水水凝胶电解质。研究背景在于传统电池仅能利用锰的单电子或双电子氧化还原反应，未能激活更高电位的Mn2+/Mn7+转化反应。研究目的旨在通过扩大电解质的电化学稳定窗口（ESW）并稳定强氧化性中间体MnO4-，从而激活该反应并实现更高的放电电压。通过设计含有两性离子单体（SBMA）和聚电解质单体（METAC）的水凝胶，其强氢键作用将ESW扩展至3.4V，同时聚合物链上的螯合基团（N+(CH2)(CH3)3）与配位基团（-SO3-）协同作用，有效富集Mn2+并稳定生成的MnO4-。研究结论表明，该水凝胶电解质成功激活了Mn2+/Mn7+转化反应，使得水系Zn||Mn-Comp电池首次实现了2.2V的高放电平台，并且该电池能够稳定循环超过360小时，展示了优异的可逆性和高电压性能，为开发下一代高电压水系电池提供了新思路。