近日，贵州大学材料与冶金学院黄俊课题组在锌离子电池凝胶电解质的研究中取得了重要进展，成果以“A Bio-Inspired Multifunctional Hydrogel Network with Toughly Interfacial Chemistry for Dendrite-Free Flexible Zinc Ion Battery”为题发表在国际顶级期刊“Angewandte Chemie International Edition”（影响因子16.1，自然指数期刊，中科院一区TOP期刊）上。我校材料与冶金学院是论文的第一完成单位，我校硕士研究生杨宋为文章的第一作者，贵州大学黄俊特聘教授、谢海波教授和南昌大学陈义旺教授为共同通讯作者。
柔性、高性能水系锌离子电池（ZIBs）具有低成本、安全等优点，被认为是可穿戴电子产品中最有前途的储能候选器件之一。然而，在循环过程中，电极/电解质界面容易发生不受控制的Zn枝晶生长和一系列副反应，导致库仑效率低和Zn阳极的不可逆损失，从而导致器件失效。水凝胶电解质具有显著的柔性以及减轻锌阳极副反应的明显优势，是代替液体电解质的最优选择之一。然而，水凝胶电解质的机械性能和界面化学稳定性有待提高，这限制了它们在柔性ZIBs中的应用，这种影响在恶劣的机械应变下表现得尤为明显。
针对以上问题，我校黄俊特聘教授团队开发了一种具有强界面化学的仿生多功能水凝胶网络（PAM/trehalose），该水凝胶电解质通过网络修复策略，具有优异的机械性能和粘附性能，实现了无枝晶和长寿命的柔性ZIBs。结果表明，海藻糖改性的PAM水凝胶具有优异的力学强度和断裂伸长率，分别可达100 kPa和5338%，并且对各种基材具有很强的粘附性。此外，PAM/trehalose水凝胶电解质为锌阳极提供了优异的抗腐蚀能力，并调节了锌的成核/生长，从而实现了高达98.8%的库仑效率和超过2400 h的长循环稳定性。重要的是，柔性Zn//MnO2电池在不同弯曲条件下表现出优异的容量保持率，这在柔性能源相关应用及其他领域具有很大的潜力。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、贵州省科技厅基金项目、贵州省教育厅基金项目等的资助。
一审：黄彩娟
二审：王丽远
三审：刘 剑