具有水凝胶电解质（HEs）的水性锌离子电容器（ZIC）具有高可持续性、高安全性、高能量/功率密度和优异力学性能等优点，长期以来一直被认为是极具潜力的大规模柔性储能技术。然而，锌阳极受到水电解质中枝晶失效、腐蚀和H₂析出的挑战，从而阻碍了柔性ZIC在各种复杂情况下的应用。在此，北京林业大学Yang Jun利用全方位超分子两性离子水凝胶电解质实现环境适应性无枝晶水锌离子电容器。

本文要点：

1) 作者利用分子工程策略设计了具有快速离子穿梭特性的全方位超分子两性离子水凝胶电解质（SZHE），其具有优异的机械界面环境鲁棒性、优异的离子电导率（48 mS cm⁻¹）、优异的Zn²⁺转移数（0.86）和自我修复能力。此外，SZHEs具有原位修复循环引起的裂纹和调节Zn²⁺溶剂化结构的能力，还可以引导均匀Zn沉积和在Zn/电解质界面处建立贫H₂O界面，从而可以保护Zn免受枝晶生长和副反应的影响。

2) 作者通过理论模拟和实验表征发现，由于这些特性的共同作用，使得所组装的ZIC在容量、能量密度和自−20至60 ℃的循环寿命方面都优于目前 生物医学设备和在恶劣环境中工作的可穿戴电子设备。该工作为开发无枝晶和环境适应性锌基储能系统的SZHEs提供新的见解。

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Qingjin Fu, et.al All-Around Supramolecular Zwitterionic Hydrogel Electrolytes Enabling Environmentally Adaptive Dendrite-Free Aqueous Zinc Ion Capacitors EES 2023

DOI: 10.1039/D2EE03793A

https://doi.org/10.1039/D2EE03793A