准固态锌离子电池（QZIBs）因其优异的尺寸稳定性和高安全性而受到广泛关注。然而，较差的离子传导能力、严重的枝晶生长和副反应阻碍了它们的商业化。调节Zn²⁺的溶剂化结构是解决这些问题的有效方法。近日，四川大学张千玉通过四甲基脲（TMU）添加剂和聚乙烯醇（PVA）基质的组合设计了一种具有调节溶剂化结构的水凝胶电解质（HE-RS）。

本文要点：

1) TMU的亲水性-C═O基团与PVA链具有很强的亲和力，提高了PVA基质的强度。TMU两端的-N（CH₃）₂基团具有很强的疏水性，导致局部疏水性和水活性降低。

2) 此外，PVA和TUM上丰富的含氧（电负性）基团可以吸附Zn²⁺，并为Zn²⁺的转移提供位点。得益于这些优点，Zn²⁺的溶剂化结构和沉积行为得到了调节。因此，具有HE-RS的Zn||Zn对称电池具有超过2000小时的稳定循环寿命。此外，基于HE-RS的Zn|| NH₄V₄O₁₀电池在2 A g⁻¹下循环1000次后，容量保持率为96.4%。

参考文献：

Hao Tian et.al Hydrogel Electrolyte with Regulated Water Activity and Hydrogen Bond Network for Ultra-Stable Zinc Electrode Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202403683

https://doi.org/10.1002/aenm.202403683