近日，我校化学化工学院教授朱园勤、助理教授李冬冬团队在高分子材料在水系锌离子电池应用基础研究领域取得新进展。研究成果以Multi-level Zn ²⁺-Buffering Interphase Enabled by Hierarchical Nanostructure Engineering of Gel Polymers for Highly Reversible Zinc Metal Anode为题发表于国际学术期刊Advanced Materials上。化学化工学院2022级硕士研究生颜畅为第一作者，李冬冬为通讯作者，广西大学是唯一通讯单位。

水系锌离子电池因安全性高、资源丰富且成本低，在大规模储能领域拥有广阔应用前景。然而，锌金属阳极存在枝晶生长、析氢和腐蚀钝化等问题，限制了其实际应用。传统人工界面层虽可改善锌沉积行为，但如何精准调控锌离子迁移、引导均匀锌沉积并同时抑制副反应仍是一个关键难题。

针对上述问题，研究团队首次通过简便可控的共聚诱导微相分离策略，开发出一种具有分级纳米结构的水凝胶界面层，通过巧妙的分子结构设计实现对Zn²⁺的多级缓冲功能，显著提升了锌阳极稳定性。具体而言：1）甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷作为初级缓冲单元，其独特的纳米限域效应与疏水性相结合，促进[Zn(H₂O)₆]²⁺去溶剂化并阻隔水和SO₄²⁻渗透，在增强Zn²⁺传输和最小化副反应之间实现了最佳平衡；2）创新提出共聚诱导微相分离策略，在水凝胶内自组装构筑分子团簇二级缓冲单元，可均化Zn²⁺通量并拓展Zn²⁺的迁移路径，从而实现无枝晶锌沉积。该研究揭示了一种基于凝胶聚合物分级纳米结构的多级Zn²⁺缓冲新机制，显著提升了电池的循环寿命和库伦效率，为高性能水系锌离子电池开发提供了创新思路。

据悉，本研究得到了国家自然科学基金、广西大学助理教授引进项目和广西研究生教育创新计划项目的支持。该团队致力于高分子材料在水系新型电池的应用基础研究，这是其继2025年在Advanced Functional Materials发表研究成果之后，同年发表的第二篇相关研究论文。