近日，北京化工大学王峰教授/牛津教授团队在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Bone-Inspired Sustainable Hydrogel Electrolytes for Zn Metal Batteries”的研究工作。该工作制备了一种具有超长纳米纤维结构和超高室温离子电导率（18.7 mS cm^-1）的新型锌离子导体材料锌掺杂羟基磷灰石（Zn-HA），并受骨骼启发将Zn-HA与明胶（Gel）复合制得凝胶电解质（Zn-HA-Gel）。得益于与骨组织相似的结构组成，Zn-HA-Gel同时具备良好的保水性与力学性能。Zn-HA与电解质离子间的强相互作用形成导锌双通道，并显著加速Zn²⁺的脱溶剂化过程，实现高离子电导率和高离子迁移数，同时诱导锌沿（002）晶面均匀沉积，从而有效抑制锌负极枝晶生长、析氢、腐蚀等问题。Zn/Zn-HA-Gel/Zn对称电池在5 mA cm^-2/5 mAh cm^-2下可稳定循环2000小时，并能在深度充放电条件下（76.95% DOD）稳定循环2000小时。Zn/Zn-HA-Gel/NVO全电池在有限N/P比和高负载量正极条件下，均表现出优异的循环性能，组装的软包电池也可在1 A g^-1下稳定循环500圈，实现了高性能与长寿命的电化学性能。此外，电解质还表现出了优异的可回收性、生物降解性和生物相容性。

受骨骼启发的Zn-HA-Gel凝胶电解质的制备过程及锌离子传输机制

材料学院博士研究生彭嘉莹为论文第一作者，王峰教授、牛津教授为论文的共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

文章信息：

Jiaying Peng, Weihao Song, Wei Zhang, Xinyu Li, Qing Ma, Bing Wu, Masatsugu Fujishige, Kenji Takeuchi, Morinobu Endo, Chendong Ji, Yilin Sun,* Jin Niu,* Feng Wang*. Bone-Inspired Sustainable Hydrogel Electrolytes for Zn Metal Batteries. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202506449.

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202506449