近日，北京化工大学材料学院陈仕谋教授团队在国际知名期刊Advanced Materials上发表重要文章，论文题为“Semi-immobilized Ionic Liquid Regulator with Fast Kinetics towards Highly Stable Zinc Anode under -35°C to 60°C”。该工作设计了一种多功能半固定化离子液体界面(SIP)，在-35°C到60°C的大电流下，实现了Zn负极热力学稳定性和Zn²⁺的快速输运。

水系锌离子电池因其理论容量高、安全可靠、环境友好、成本低等优点而被广泛研究为下一代可充电电池。然而，不规则的枝晶生长和复杂的界面副反应等问题严重制约了锌离子电池的进一步产业化。在这里，作者提出了一种构建半固定离子液体界面层的策略，其中固定化的SiO₂@阳离子可以形成高共轭骨架，调节Zn²⁺浓度梯度和自极化电场，保证均匀成核和平面沉积，离子液体的自由阴离子可以削弱水的氢键，促进Zn²⁺快速去溶剂化。由于这些独特的优势，对称锌电池的循环性能大大提高，在20 mA cm^-2下的循环寿命为1800小时，在-35°C～60°C的宽温度窗口下的循环寿命为2000小时。组装的软包全电池在大电流 (20 A g^-1) 和宽温度下表现出高性能，循环寿命可达80000次。这种半固定化离子液体策略为构建高度稳定的负极提供了一种新思路。

该工作第一作者为北京化工大学博士生赵明，陈仕谋教授、邱介山教授和侯果林副教授为共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202203153