近日，我室赵金保教授/杨阳副教授团队与广东工业大学李成超教授合作，在高面容量、宽温域水系锌碘电池领域取得新进展，提出了基于相转化方法构筑超厚电极与原位水凝胶界面的协同调控策略，实现了水系锌碘电池在室温及低温下的长寿命稳定运行。相关成果以“Phase Inversion-Engineered Ultrathick Electrodes With Intrinsic Hydrogel Interphase for High Areal Capacity Aqueous Zinc-Iodine Batteries at Room/Subzero Temperatures”为题发表在Advanced Materials期刊上（DOI: 10.1002/adma.74986）。

水系锌碘电池具有安全性高、资源丰富等优势，但传统高载量碘正极在电极制备过程中易发生碘升华损失；充放电过程中还面临多碘化物溶解与穿梭等问题，导致其低温电化学性能较差。针对上述难题，研究团队将活性物质碘物种从正极中解耦并储存于ZnI₂基电解液中，并利用PES-PVP共混粘结剂和相转化工艺一步法制备超厚活性碳正极。该工艺不仅形成高度互连的电解液浸润通道，促进厚电极内部离子传输，而且可以原位构筑含PVP的水凝胶界面。其中，PVP通过与暴露在活性碳表面的电沉积碘形成稳定络合物，提高多碘化物生成的热力学能垒，同时降低界面自由水的活性，从源头抑制多碘化物的生成、溶解与扩散。在−20 ℃下，所构筑的水系锌碘电池仍可实现约7.5 mAh cm^-2 的较高面容量并稳定循环超过3000次，展现出良好的低温性能。该研究为高面容量、宽温域水系锌碘电池的工程化发展提供了新的材料设计思路与技术路径。

该工作在我室赵金保教授和杨阳副教授，广东工业大学李成超教授的共同指导下完成，化学化工学院2023级博士研究生孟凡响、2024级硕士研究生王培尧为论文共同第一作者。化学化工学院研究生吕泽恒、江桦东、吴启龙、张明浩参与并协助工作完成。该论文得到国家自然科学基金（22579141，22379125）、中央高校基本科研业务费（20720250114）以及表界面化学全国重点实验室和嘉庚创新实验室的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74986