周江教授最新National Science Review锌电进展

水系锌电池（ZBs）由于其安全性和稳定性，在现代可穿戴和可植入设备中的潜在应用受到越来越多的关注。然而，与ZBs的生物安全设计和内在电化学相关的挑战随着实践的发展而出现，特别是对于生物医学设备。

近日，湖南大学周江教授开发了一种绿色的电交联法来制备生物相容锌电池用的海藻酸锌聚合物电解液，该方法是基于海藻酸羧酸根与电氧化活化的游离锌离子之间的上离子结合。

利用该方法，无需使用有毒的化学引发剂或试剂，可在80 s内直接在金属锌表面获得具有可调节通道的稳定的聚合物电解质（厚度约219 μm）。

在添加5 wt%天然纳米凹凸棒石添加剂的情况下，由于快离子在海藻酸盐层间的引导作用，锌铝铝电解液的离子电导率成功地达到了2.5×10^-2 S cm^-1。因此，配备了离子导电复合聚合物的金属锌在低电流密度和高电流密度下都可以实现无枝晶和平滑的锌沉积。在5.0 mA·cm^-2的大电流密度下长时间重复循环500小时，镀锌/脱锌电导率达到99.65%，具有较高的可逆性和稳定性。

在研究中，在用Zn-Alg-5电解液循环的电池负极面暴露6小时后，在兔模型中观察到轻微的粘膜损伤，表明Zn-Alg-5电解液是一种生物相容性材料，在消化系统的弱酸性环境中没有任何明显的腐蚀。

参考文献

Xuesong Xie, et al, Biocompatible zinc battery with programmable electro-crosslinked electrolyte, NSR, 2022

DOI: 10.1093/nsr/nwac281/6901516

https://doi.org/10.1093/nsr/nwac281