由于金属负极的活性及其与电解液的自发反应，可充电金属电池（RMBs）的界面稳定性和相容性仍然很难在电化学动态操作下得到有效保证。

近日，中南大学梁叔全教授，Guozhao Fang通过原位形成双电解质/电极界面，开发了一种新型稳定的准固态锌电池。

文章要点

1）准固态电解质由固体含量极高的CaSO₄·2H₂O（缩写为CS）和液体含量极低的ZnSO₄电解质组成。晶间液相和层间的两类离子通道共同构成了准固态电解质通畅的离子传输网络。晶间液相迁移归因于CS颗粒间的局部液相区。层间通道是由于CS层结构的Zn²⁺快速迁移动力学造成所致。因此，不仅可以充分抑制水的过度活性，而且不会妨碍锌离子的高效传导。

2）电解质/电极双界面在负极表面原位生成，由内层羟基硫酸锌和外层羟基硫酸锌/CaSO₄·2H₂O混合层组成。这些双电解质/电极界面可以无缝连通电极和电解质，以降低界面物理接触阻抗，通过使Zn²⁺预溶解并阻止水获得电子来抑制析氢副反应，并通过均匀电场分布和产生异质结电荷聚集效应来调节Zn²⁺的均匀沉积。

3）实验结果显示，电池实现了超过3000 h的镀锌/剥离行为，这明显高于正常液体电解质（250 h）。此外，这种准固态电解质的设计策略可稳定正极结构，简化电池组装操作，并可推广至其他电池系统，例如铜离子电池。因此，这种准固态锌电池和原位SEI膜的详细研究对于发展RMBs和深入理解界面问题具有重要的意义和价值。

参考文献

Shan Guo, et al, Quasi-Solid Electrolyte Design and In Situ Construction of Dual Electrolyte/Electrode Interphases for High-Stability Zinc Metal Battery, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200730

https://doi.org/10.1002/aenm.202200730