金属锌负极的可逆性与稳定性是锌离子电池（ZIB）发展的重要挑战。锌枝晶的形成、析氢反应(HER)和固态电解质形成(SEI)等关键因素推动了对锌界面化学/电化学的探索。目前研制高可逆高稳定锌负极的主要方法包括先进锌负极设计，新型锌电解质研发及表面保护。电解质设计可通过对锌离子配位与水活性的调控实现对体系氧化还原稳定性及离子传导的提升。离子/水传导通道具有引导锌离子输运从而调控反应机制的优势。当前用于ZIB的水系电解质常形成网络状通道或局部有序，因此对于电解质而言，能否实现有序传导通道的构建，并将有序度由局部拓展到长程，是目前面临的挑战。同时，如何通过电解质组分构型有效调控固体-电解质界面组成结构，及其界面反应动力学，对电解质设计提出了进一步的要求。

  鉴于此，长沙理工大学袁度, 南京邮电大学赵进，与中科院过程所张海涛研究员提出了一种无氟液晶(LC)离聚体型锌电解质，实现了对水活性，传导通道和SEI的远程有序的调控。基于长链磺酸基的分子设计有利于构建导电通道，形成LC型Zn(DBS)₂-H₂O电解质；其中Zn(DBS)₂·20H₂O的LC凝胶电解质表现出长程有序的层状通道(Q ≈0.181 ?^?1)。通过分子间作用，有效地调节水活性，影响其物理化学性质，如扩大电化学窗口(2.3-4.3 V)和电导率(0.34 ~ 15 mS cm^?1)。采用LC凝胶的Zn|Zn对称电池在5mA cm^?2和5mAh cm^?2条件下可进行800 h的高可逆锌剥离/沉积，并可保持水通道的有序排列。进一步揭示了LC凝胶在原位形成与烷基苯磺酸阴离子相关的长程有序层SEI的能力，其结构可能为复合型氢氧化物（Zn(DBS)_x(OH)_y·nH₂O），其中DBS^?的长程排列可形成界面传导通道，疏水烷烃链可有效抑制副反应。LC电解质通过对离子输运、电化学稳定性和界面反应的长程有序调控，为推动新型水系电解质的发展提供了新思路。

图四. V₂O₅/LC凝胶/Zn ZIB的性能研究 通过调控Zn²⁺与水的配位作用，Zn(DBS)₂凝胶具有较高的电化学稳定性，有效抑制析氢，导致可逆的剥离/电镀。由排列整齐的烷烃链作为保护层和调节离子传导的磺酸基组成的诱导SEI可以稳定Zn负极，并提升V₂O₅/Zn的循环稳定性。

  文章链接：

  A liquid crystal ionomer-type electrolyte towards ordering-induced regulation for highly reversible zinc ion battery，2022，DOI:10.1002/advs.202206469

  Du Yuan,* Xin Li, Hong Yao, Yuhang Li, Xiaobo Zhu, Jin Zhao,* Haitao Zhang,* Yizhou Zhang, Ernest Tang Jun Jie, Yi Cai, and Madhavi Srinivasan*

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202206469