近日，材料科学与工程学院陈仕谋教授团队在《Energy & Environmental Science》上发表了题为“A Janus-Type Quasi-Solid-State Electrolyte Enabling Dual-Ion Relay for Long Lifespan of Nonaqueous Zinc Batteries”的研究论文。

锌金属电池因其低成本、高安全性和环境友好性等优势，已成为下一代储能系统的有力竞争者。然而，锌负极在实际应用中仍面临枝晶不可控生长、析氢副反应和界面腐蚀等关键科学问题。针对这一挑战，本研究创新性地设计了一种无水Janus准固态电解质，与传统的双层电解质不同，该Janus电解质巧妙地利用不同聚合物的物理化学性质差异，在界面处自发构建了“离子双电层（IDL）”这一核心功能结构，实现了高效的离子整流和双离子中继传输，从根本上解决了无水电解质中离子传输缓慢和界面不稳定的双重难题。不仅实现了对称电池长达13,300小时的超长循环寿命，还在全电池中展现了万次级别的稳定循环和宽温域工作能力。这项研究不仅为开发长寿命、高安全的锌电池提供了全新的、行之有效的电解质设计范式，更启发我们——通过在电解质内部构建异质界面来调控离子输运行为，可能是攻克下一代固态电池技术瓶颈的有效方案之一。

该工作第一作者为北京化工大学材料学院博士生赵顺顺，北京化工大学陈仕谋教授、悉尼科技大学陈勇为共同通讯作者，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。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D5EE03224E