金属锌（Zn）由于其储量丰富、理论比容量高（820 mAh g^?1）、还原电位低（?0.76 V vs SHE）等优点，成为极有前途的可充电水系锌离子电（AZIBs）负极之一。然而，迄今为止，AZIB，特别是在传统的液体电解质体系中，在商业化的进程中依然受到了很大的限制。这主要归因于以下几个因素：i)Zn电极的严重腐蚀现象：由于水系电解质中存在大量的自由水（FW），难以避免水合Zn离子的形成，便发生难以抑制的腐蚀和副反应造成金属Zn阳极损坏；ii)枝晶生长带来的安全隐患：由于锌离子沉积不均匀和尖端效应导致严重的金属枝晶生长，造成不可逆的锌沉积/剥离，甚至电池的短路失效。与液体电解质相比，水凝胶电解质可以有效降低漏液风险，确保安全，同时还具有优异的机械强度，相较于液态电解质/隔膜体系，其更适合应用于柔性AZIB。此外，具有三维多孔结构的水凝胶电解质可以促进Zn²⁺离子的均匀沉积，极大程度地抑制枝晶的生长。因此，开发优适的水凝胶电解质助力准固态AZIB持续发展，是推进起走向应用的优选之径。

图1  PAME水凝胶的制备以及锌离子的传输和沉积机理

图2 PAME的结构表征、力学性能和离子电导测试结果。

图3 Zn电极在不同电解质中的循环性能和可逆性

图4 基于PAME的电解质的沉积行为研究及其析氢副反应的研究

图5 锌离子的沉积机理探究。

图 6 Zn‖MnO₂全电池在液态和PAME电解质中的电化学性能。

  电化学测试结果表明，所构建的Zn‖PAME‖MnO₂全电池在2.0 A g^-1电流条件下的可逆容量为202 mAh g^-1，在500 次循环中的容量保持率为 91.4%, 表现出优异的稳定循环特性。此外，组装的软包电池更是在各种恶劣工况条件下（穿刺、裁剪等）都能正常工作，展示了其在柔性设备中的高安全性和实用应用潜力。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202412865

通讯作者简介：

  张恒，博士，江苏科技大学材料科学与工程学院硕士生导师，江苏省双创博士、科技副总。主持国家自然科学基金青年项目，江苏省自然科学基金青年项目，中国博士后科学基金面上项目，国家重点实验室开放课题以及企业横向课题等，参与国家自然科学基金重点项目、面上项目以及江苏省自然科学基金项目等多项研究课题。截至目前已在相关领域发表包括Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science, ACS Nano、Energy Storage Materials、Chemical Engineering Journal、Nanoscale等在内的SCI学术论文二十余篇，申请国家发明专利五项。

  晏超，江苏科技大学材料科学与工程学院院长、教授。主持包括国家自然科学基金面上项目在内的多项国家级、省部级和企业横向项目。获得江苏省“青蓝工程中青年学术带头人”、“六大人才高峰”和“双创博士”等人才工程资助等。在Nature, Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science, Nano Energy, ACS Nano等顶级国际期刊上发表前沿研究论文100多篇，有20余篇为ESI高被引论文，4篇为研究热点论文。是Advanced Functional Materials, Journal of Materials Chemistry A等国际著名期刊审稿人。申请了两项韩国专利和一项美国专利，8项中国专利；参编由Wiley、RSC和Springer出版的三部英文专著。现任江苏省科协委员，江苏省材料学会常务理事,江苏省复合材料学会常务理事，中国复合材料学会导热复合材料专业委员会委员,江苏省复合材料学会青年委员会委员,江苏科技大学青年科协主席。

  下载：Boosting Dendrite-Free Zinc Anode with Strongly Polar Functional Group Terminated Hydrogel Electrolyte for High-Safe Aqueous Zinc-Ion Batteries