​王欣/韩翠平AM：超长寿命锌离子电池，循环超4万次！

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兼容且坚固的电极-电解质界面有利于解决水系锌离子电池的严重枝晶生长和副反应，从而实现商业标准寿命和充放电速率。

松山湖材料实验室王欣、中国科学院深圳先进技术研究院韩翠平等报告了一种通过原位构建凝胶电解质（GPE）的化学焊接策略，这使锌离子电池能够实现超长寿命和可逆性。

图1. 异位GPE和原位GPE示意图

由锌金属引发的原位GPE在锌金属负极和电解质之间产生化学焊接，从而形成良好的结合和缺水的电极-电解质界面，从而抑制枝晶生长和副反应。氧化还原引发还消除了Zn表面的异质性，并通过调节初始Zn成核和生长，使Zn沿(002)晶面优先生长。结果，原位形成的GPE可实现具有良好连接的离子路径和较少副反应的强键界面。

图2. 对称电池的性能

受益于上述优势，由此制备的原位对称电池可提供5100小时（>212天）的超长寿命，并且具有原位电解质的杂化电容器在20 A g^-1下可平稳运行超过40,000次循环。即使在40 mA cm^-2的超高电流密度和40 mAh cm^-2的容量下，电池仍可稳定运行240小时，同时具有87%的放电深度和高锌利用率。因此，原位凝胶电解质集成了坚固的界面和一体式电池的制备，证明了水系锌存储装置的商业化途径。

图3. 杂化电容器的性能

Chemical Welding of Electrode-Electrolyte Interface by Zn Metal-Initiated in-situ Gelation for Ultralong-Life Zn-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202207118

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