该研究报道了一种具有正相对阴离子亲和力的亲阴离子聚合物电解质。通过引入弱吸附阳离子的聚合物主链和强吸附阴离子的另一条聚合物链，削弱了Zn2?的阳离子-偶极配位作用，从而促进盐的解离并限制阴离子的迁移。该聚合物电解质设计理念通过使用聚丙烯酰胺和芳纶纳米纤维得以验证。制备的亲阴离子聚合物水凝胶电解质（APHE）有效抑制了析氢反应（HER），形成了薄且强附着性富无机物固态电解质界面（SEI）。该亲阴离子聚合物电解质还展现出高Zn²⁺迁移数（0.71），使得Zn_0.25V₂O₅||Zn（30 μm）软包电池（4.9 mAh cm^-2）在超过270次循环后仍能实现高度可逆性。

  该工作以“Customizing Ion Transport by Anionphilic Nanofiber-Polymer Electrolyte for Stable Zinc Metal Batteries”为题发表在《Advanced Materials》上（10.1002/adma.202519057）。文章第一作者是东华大学朱小青博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图1 亲阴离子聚合物电解质的设计原理

图2 水凝胶基质中的选择性离子调控

图3 验证聚合物电解质亲阴离子作用的界面光谱表征

图4 界面化学与SEI结构表征

  总之，该研究报道了一种用于稳定充放电实用ZMBs的亲阴离子聚合物电解质。亲阴离子聚合物链含有可限制部分阴离子迁移并实现高Zn²⁺溶剂化/去溶剂化动态过程的亲电位点。综合表征与模拟揭示了亲阴离子水凝胶电解质在提高tZn2?和抑制HER方面的关键作用。此外，亲阴离子水凝胶降低了在SEI形成的竞争反应中HER发生的优先级，从而促进阴离子的还原，并利于形成致密均匀的富无机物SEI。该研究设计的亲阴离子聚合物水凝胶电解质使锌金属电池具备了高倍率性能和长循环寿命。对称锌电池运行超过4950小时。实用的Zn_0.25V₂O₅||Zn金属软包电池实现了高能量密度和高功率密度，达到了150 Wh kg^-1的高能量密度，并在270次循环中保持99.2%的平均库仑效率。该研究通过亲阴离子聚合物调控界面溶剂化化学，解决了锌金属电池中的电化学不可逆性问题，这对高性能锌金属电池的发展至关重要。

  文章链接: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202519057