水凝膠電解質基鋅離子電容器具有可持續性、固有安全性、高能量/功率密度和出色的機械性能等諸多優勢，被認為是一種非常有發展前景的柔性儲能技術。回顧過去，鋅陽極一直受到界面問題的干擾（鋅枝晶生長、副反應和循環引發的界面裂紋）以及面臨著難以將多個功能集成到單一水凝膠電解質中的困難，導致柔性鋅離子電容器在各種復雜場景下的性能嚴重衰退。
針對上述不足，材料學院楊俊等人在前期研究的基礎上（ACS Nano 2021, 15, 18469-18482），提出了一種全方位（all-round）超分子兩性離子水凝膠電解質（SZHE）的分子工程策略，實現了多種功能集成，包括可靠的力學-界面-環境穩定性、優秀的離子電導率（48 mS cm?1）和Zn2+遷移數（0.86）以及出色的自愈合性能。相關工作以“All-Around Supramolecular Zwitterionic Hydrogel Electrolytes Enabling Environmentally Adaptive Dendrite-Free Aqueous Zinc Ion Capacitors”為題發表在能源領域頂刊《Energy & Environmental Science》（IF 39.714）。
該論文通過理論模擬和一系列實驗測試系統探討了超分子兩性離子水凝膠電解質實現無枝晶鋅陽極的機理：原位修復長循環誘導的裂紋、調節鋅離子溶劑化結構、引導均勻鋅離子沉積和構建界面處無水環境（圖1）。得益于這些優勢，組裝的環境適應型鋅離子電容器在一系列實際應用所需的安全測試中表現出色，并首次與可穿戴電生理傳感器集成，實現復雜場景下生理信號的穩定監測。
全方位超分子兩性離子水凝膠電解質實現環境適應型無枝晶鋅離子電容器
材料學院博士研究生符慶金為論文第一作者，楊俊副教授為通訊作者，該研究得到了中央高校基本科研業務費專項資金（2022BLRD13）等項目的資助。
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