水凝胶电解质基锌离子电容器具有可持续性、固有安全性、高能量/功率密度和出色的机械性能等诸多优势，被认为是一种非常有发展前景的柔性储能技术。回顾过去，锌阳极一直受到界面问题的干扰（锌枝晶生长、副反应和循环引发的界面裂纹）以及面临着难以将多个功能集成到单一水凝胶电解质中的困难，导致柔性锌离子电容器在各种复杂场景下的性能严重衰退。
针对上述不足，材料学院杨俊等人在前期研究的基础上（ACS Nano 2021, 15, 18469-18482），提出了一种全方位（all-round）超分子两性离子水凝胶电解质（SZHE）的分子工程策略，实现了多种功能集成，包括可靠的力学-界面-环境稳定性、优秀的离子电导率（48 mS cm?1）和Zn2+迁移数（0.86）以及出色的自愈合性能。相关工作以“All-Around Supramolecular Zwitterionic Hydrogel Electrolytes Enabling Environmentally Adaptive Dendrite-Free Aqueous Zinc Ion Capacitors”为题发表在能源领域顶刊《Energy & Environmental Science》（IF 39.714）。
该论文通过理论模拟和一系列实验测试系统探讨了超分子两性离子水凝胶电解质实现无枝晶锌阳极的机理：原位修复长循环诱导的裂纹、调节锌离子溶剂化结构、引导均匀锌离子沉积和构建界面处无水环境（图1）。得益于这些优势，组装的环境适应型锌离子电容器在一系列实际应用所需的安全测试中表现出色，并首次与可穿戴电生理传感器集成，实现复杂场景下生理信号的稳定监测。
全方位超分子两性离子水凝胶电解质实现环境适应型无枝晶锌离子电容器
材料学院博士研究生符庆金为论文第一作者，杨俊副教授为通讯作者，该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金（2022BLRD13）等项目的资助。
文章链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/EE/D2EE03793A
