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“Suppressing the interface electric field fluctuation through face-to-face electronic channel regulation for sustainable zinc batteries”为题发表在国际顶级期刊“Energy & Environmental Science”（影响因子30.5，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，我校硕士研究生罗福生为文章的第一作者，贵州大学黄俊副教授和南昌大学陈义旺教授为共同通讯作者。
随着大数据、人工智能、物联网等现代智能技术的快速发展，在医疗保健、新能源汽车、航空航天等各个领域对捕获实时数据的电子设备的需求也在不断增加。其中，柔性和可穿戴电子产品（如柔性显示器、电子皮肤、智能织物等）备受关注，而柔性能源储存设备已成为实现其稳定运行的关键。特别地，大多数可穿戴电子设备需要柔性可充电电池来保持其在复杂应用场景中的正常运行，这就需要开发一种续航长、安全性高、重量轻、体积小、寿命长的柔性能源储存系统。锌离子电池因其可持续性、高安全性、低成本（~ 25 $ kWh-1）、及其锌阳极的高理论容量（820 mAh g-1和5854 mAh cm-3）、高丰度（地壳中锌的丰度为70 ppm）等，使其有望成为大规模储能和环保的新兴储能技术，在柔性电子器件中表现出极大的应用潜力。然而，传统凝胶电解质仅仅通过调控锌阳极界面离子传输难以有效抑制枝晶和副产物的产生，导致柔性锌离子电池的性能受限。
鉴于此，贵州大学黄俊副教授课题组提出了一种简单的一步热压策略，通过将聚丙烯酰胺凝胶电解质与均匀且高导电性的商业化碳布有效整合，以稳定锌阳极/凝胶电解质在循环过程中的界面电场波动。该策略不仅可促进锌阳极表面不均匀的电荷快速迁移，有效避免电荷积累引起的尖端效应，建立了电子通道与离子通道之间的紧密接触，从而最小化局部电流密度，协同促进锌离子均匀的沉积，保持锌阳极的高结构稳定性。组装的Zn//Zn对称电池在1 mA cm-2/1 mAh cm-2下稳定循环超3700 h，在高放电深度（85.5%）下仍可稳定运行350 h；Zn//Cu不对称电池在10 mA cm-2电流密度下循环8000次后平均库仑效率达99.7%，累积电镀容量高达8 Ah cm-2；Zn//MnO2软包电池在弯折测试中也表现出优异的电化学稳定性。该策略为凝胶电解质的改性提供了全新的视角和独特的见解，通过创新的界面电荷调控，有效解决了可充电锌离子电池凝胶电解质长期存在的界面电场波动的难题。
该研究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。