湖南大学「国家高层次青年人才」朱智强最新JACS丨无有机溶剂WSE实现Ah级锌碘电池！

水系锌碘电池因其安全性、低成本和较高能量密度被视为有前景的可持续储能技术，但Zn负极的枝晶、析氢和I₂正极的多碘化物穿梭问题限制了实际应用。传统弱溶剂化电解液依赖高黏度有机共溶剂，在提升稳定性时牺牲了离子传输。为此，湖南大学朱智强团队在Journal of the American Chemical Society发表研究，提出无有机溶剂的弱溶剂化电解液设计，以硫酸胍为盐型稀释剂。研究表明，中等浓度硫酸胍通过胍阳离子与水和硫酸根形成氢键，同时削弱紧密离子对和接触离子对相互作用，促进Zn²⁺去溶剂化与迁移，并在两极构建稳定的电极-电解液界面层，抑制副反应。该电解液在Zn²⁺迁移数、黏度和电导率间取得最优平衡。基于此的Zn||I₂电池在30 C下循环10000圈后容量保持率达92%，200 C下仍具有134 mAh g⁻¹的倍率性能，且在低N/P比、贫电解液、-10至60 °C宽温区及0.5-2 Ah软包电池中均表现优异。该工作通过盐型稀释剂重新定义了弱溶剂化电解液设计，为耐用水系电池的规模化发展提供了新路径。