本报讯（记者王昊昊 通讯员全程铂）长沙理工大学讲师曹鹏辉研究团队开发了一种添加魔芋葡甘露聚糖（KGM）的水系硫酸锌电解液，通过构建类胶体结构优化锌沉积行为，显著提升了水系锌离子电池在低温环境下的循环稳定性和倍率性能，为防冻电解液的设计提供了新策略。近日，相关研究成果发表于《先进能源材料》。

水系锌离子电池因安全性高、环境友好和成本低等优势，被视为下一代可持续储能技术的有力竞争者。然而，水系电解液在低温条件下易冻结，并且锌离子沉积过程中的枝晶生长和副反应问题严重限制了电池的实际应用。

研究表明，KGM作为天然高分子聚合物，能够通过重构氢键网络束缚活性水，从而有效降低电解液的冻结点。同时，KGM可调控锌离子的溶剂化结构，促进锌的均匀沉积，抑制枝晶生长，提升电极稳定性并延长循环寿命。此外，高分子量的KGM作为胶体颗粒，在低浓度下可形成稳定的类胶体结构，即电解液在宏观层面保持液态特性，而微观层面展现出凝胶态结构特点，使水系锌离子电池在常温及低温条件下均能表现出卓越的倍率性能和循环稳定性。

该研究提出了一种简单且高效的电解液优化策略，突破了水系电解液在低温环境下的应用瓶颈，为水系锌离子电池的防冻电解液设计提供了新的理论支撑和依据。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/aenm.202404591