水系锌电池（ZBs）以其低成本和本质安全的水基电解液的优点而得到蓬勃发展。然而，在传统的液体电解质中，尚未实现足够的能量密度和效率来应对实际应用。

近日，中南大学梁叔全教授，周江教授报道了提出了一种离子浓缩/稀释策略来触发普通Zn/MnO₂电池中Mn⁴⁺/Mn²⁺氧化还原反应的额外沉积/溶解容量，而不是使用强酸/碱pH环境来提高水溶液中的工作电压。

文章要点

1）通过锌离子在放电/充电过程中的沉淀和释放，研究人员成功地实现了膨润土胶体(本胶体)电解液中Zn/Mn离子的相互交换，从而实现了Mn离子浓度的调节。即使在无正极体系中，这种电解质也会引发自溶解/沉积反应。

2）实验结果显示，与0.2 A g^-1的液体电解液相比，采用胶体电解液的Zn/MnO₂电池的容量释放量（480.7 mAh g^-1）平均提高了1.7倍，在1 A g^-1循环500次后具有更高的容量保持率（94.3%比63.6%），并且具有良好的高温耐久性（高达80 °C）。

这项工作为利用功能性电解液提高水系金属离子电池的能量密度开辟了新的天地。

参考文献

Xuesong Xie, et al, Manipulating Ion Concentration to Boost Two-Electron Mn⁴⁺/Mn²⁺ Redox Kinetics through a Colloid Electrolyte for High-Capacity Zinc Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202102393

https://doi.org/10.1002/aenm.202102393