阻碍锌金属电池应用的主要障碍之一是锌金属阳极和阴极的矛盾需求。在阳极侧，水会引起严重的腐蚀和枝晶生长，显着抑制镀锌/剥离的可逆性。在阴极侧，水是必不可少的，因为许多阴极材料需要H⁺和Zn²⁺插入/提取才能实现高容量和长寿命。

在此，香港城市大学支春义教授提出了一种无机固态电解质与水凝胶电解质相结合的非对称设计，以同时满足上述相反的要求。

文章要点

1）无机固态电解质朝向Zn阳极，实现无枝晶和无腐蚀的高度可逆Zn电镀/剥离，水凝胶电解质可在阴极侧实现随后的H⁺和Zn²⁺插入/提取，以实现高性能。

2）因此，在高达10 mAh·cm⁻²(Zn//Zn)、~5.5mAh·cm⁻²(Zn//MnO₂)和~7.2 mAh的超高面积容量电池中没有检测到氢和枝晶生长·cm−2(Zn//V₂O₅)。这些Zn//MnO₂和Zn//V₂O₅电池分别在1000次循环和400次以上的循环中保持了92.4%的初始容量和90.5%的初始容量。

参考文献

An asymmetric electrolyte to simultaneously meet contradictory requirements of anode and cathode, Nat Commun, 2023

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38492-8