鋅離子電池因其高安全性、高體積能量密度和鋅金屬的低成本而備受關注。在各種ZIB正極材料中，碘因其具有高比容量、高循環穩定性、低毒性和極低的腐蝕性，而成為儲能設備的理想候選材料。然而穿梭效應會導致多碘化物在電化學循環過程中不斷損耗，從而造成活性材料損耗和陽極腐蝕，最終導致庫侖效率低和循環穩定性差。此外，碘的低電導率也限制了比容量和倍率性能(尤其是在碘負載質量較高的情況下)，使得碘正極難以用于實際應用。
 

　　針對這一問題，西安交通大學化學學院丁書江團隊開發了一種可實現碘離子快速傳輸的聚乙烯醇水凝膠層，顯著提高了鋅碘電池的比容量。此外，聚乙烯醇鏈與聚碘陰離子之間的強相互作用阻止了穿梭效應，使得容量和循環壽命均顯著提高，組裝的聚乙烯醇-碘軟包雙鍍型電池和傳統型電池都表現出優異的性能。通過原位拉曼光譜、原位光學顯微攝影和DFT計算分析了聚碘化物在聚乙烯醇水凝膠中獨特的快速傳輸行為，發現碘在聚乙烯醇鏈上的強結合力和較低的解離能是降低穿梭效應和實現聚碘化物快速傳輸的主要原因。本研究為多碘離子的快速運輸提供了一個全新的思路，對于鋅碘電池的實際應用提供了有益參考。
 

　　近日，該研究成果以《聚合物碘傳輸層實現高面容量雙極鍍型鋅碘電池》(Polymeric Iodine Transport Layer Enabled High Areal Capacity Dual Plating Zinc-Iodine Battery)為題發表在國際化學領域權威期刊《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上，西安交通大學化學學院為第一通訊單位。該論文第一作者為西安交大博士生尹丹丹，西安交大博士生李博陽為本論文共同一作，通訊作者為西安交大化學學院趙洪洋副教授、丁書江教授、和肖春輝教授。該工作得到了國家自然科學基金和陜西省秦創原創新人才計劃項目的資助。論文的表征及測試得到了西安交通大學分析測試共享中心的支持。