水性锌金属电池具有大规模储能应用前景，但面临着包括枝晶形成、体积变化和副反应在内的挑战。近日，中国科学技术大学任晓迪报道了一种新型的抗溶胀超分子交联水凝胶（SCH）界面，用于稳定锌金属阳极。

本文要点：

1) SCH由与聚乙烯醇交联的环糊精分子组成，提供了一种提高阳极稳定性的方法。它通过为Zn²⁺的运动创造有效途径，使离子通量均匀化并抑制Zn枝晶生长。超分子结构选择性地捕获SO₄^2-离子，有效地脱溶Zn²⁺并实现快速离子传输。此外，通过破坏水簇氢键，SCH降低了游离水的活性，减轻了锌表面的腐蚀。

2) 电化学测试证明了SCH Zn的优异性能，对称电池在4 mA cm⁻²/2 mAh cm⁻²下的寿命为1800小时，在10 mA cm⁻²/5 mAh cm^-2下的寿命达到1100小时。Zn||Cu半电池在500次循环中保持99.7%的库仑效率，而具有聚苯胺阴极的全电池在5 A g⁻¹下稳定循环1500次，并且没有明显的容量衰减。

参考文献：

Xuan Luo et.al Anti-Swelling Supramolecule-Crosslinked Hydrogel Interphase for Stable Zn Metal Anodes Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202403187

https://doi.org/10.1002/aenm.202403187