近日，北京化工大学材料学院陈仕谋教授课题组在国际知名期刊Advanced Energy Materials上发表重要文章，论文题为“In-Situ Construction of Solid Electrolyte Interphases with Gradient Zincophilicity for Wide Temperature Zinc Ion Batteries”。文章设计了一种新型的水合共晶电解质，该电解质在锌负极表面原位构建了具有梯度亲锌性的固态电解质界面层，有效提高了锌离子迁移动力学，抑制析氢反应，实现了在宽温域下的超长循环。

水系锌离子电池因具有高安全性，高理论容量，低还原电位和环境友好等特点而被认为最有前途的二次可充电电池之一。然而，锌负极表面枝晶生长、副反应和腐蚀等问题严重影响了锌离子电池的循环稳定性能。尤其是在高低温环境下，影响更加严重。本文设计了一种新型的水合共晶电解质，可实现在较宽温度条件下的超长循环。由于共晶分子和SnI₄的解离还原，在锌表面形成了具有亲锌梯度的有机-无机杂化固体电解质间相（SEI）层，这种特殊的SEI可以有效抑制副反应，调节均匀的Zn²⁺沉积，延长电池循环寿命。得益于这种特殊界面层的作用，由该电解质组装的Zn//Zn对称电池在室温下的循环时间超过7800小时，即使在-30℃和60℃的条件下也能稳定循环6000小时和2500小时。由该电解质组装的Zn//NH₄V₄O₁₀全电池在10 A g^-1下具有10000次循环的超长寿命，其容量保留率为79.0%。该策略为研发在宽温域下高稳定的水系锌离子电池提供了新思路。

该工作第一作者为北京化工大学材料学院2022级硕士生陈泽涛，北京化工大学陈仕谋教授为通讯作者，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。

论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202404108