武汉大学陈朝吉/四川大学张伟 ACS Nano：仿生梯度水凝胶电解质界面优化构筑稳定锌离子电池

本文介绍了武汉大学陈朝吉教授和四川大学张伟副研究员团队受到关节软骨启发，开发了一种由聚乙烯醇（PVA）、纤维素纳米纤维（CNF）和氧化石墨烯（GO）组成的梯度网络水凝胶电解质，用于水系锌离子电池。该水凝胶电解质具有独特的梯度结构，正极侧为低网络密度的PVA/CNF水凝胶层，负极侧为高网络密度的PVA/CNF/GO水凝胶层，有效平衡了反应动力学与Zn2+的沉积稳定性。实验结果表明，基于该电解质的锌对称电池在1 mA cm–2电流密度下展现出优异的循环稳定性（超过2200小时）和高库伦效率（99.72%），同时有效抑制了锌负极的枝晶生长和副反应。此外，采用该电解质的Zn–MnO2电池在遭受多种外部破坏时，仍表现出优异的电化学性能和安全特性。该研究为高性能水系锌离子电池的开发提供了一种有效的仿生设计策略。