本网讯（材料科学与工程学部）近日，安徽大学材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院张朝峰教授科研团队在宽温域、高稳定、长寿命锌碘电池电解液界面调控领域取得突破性研究成果。相关研究成果以“A Self-Phase-Separated Deep Eutectic Solvent-Based Biphasic Electrolyte for Durable Four-Electron Zn-I2 Batteries Across Wide-Temperature Range”为题发表于材料领域国际顶级期刊《Advanced Materials》（DOI: 10.1002/adfm.78767）。安徽大学为论文第一署名单位，2024级硕士研究生王文慧和博士后刘洋洋为论文共同第一作者；安徽大学张朝峰教授为论文通讯作者。
三种Zn-I2系统的示意图
锌碘电池凭借高理论容量、低成本、环境友好等优势，在大规模储能领域具备广阔应用前景。但目前锌碘电池普遍存在多碘离子穿梭扩散、电解液低温凝固、高温副反应加剧、电极界面稳定性差等关键难题，严重制约了锌碘电池在超低温、高温、宽温域复杂工况下的长效稳定循环，极大地限制了其产业化落地与多场景适配能力。传统单一水系电解液、有机改性电解液体系，难以同时兼顾低温离子传导、高温界面稳定、多碘相限域抑制三大核心需求，无法破解温度适应性差与碘穿梭腐蚀耦合难题，是当前宽温域锌碘储能体系亟待突破的关键瓶颈。针对以上行业痛点，张朝峰团队创新性提出双相电解液（BPE）精准界面调控策略。通过溶剂分子氢键重构、锌离子溶剂化结构优化与界面微环境精准调控，成功实现了多碘离子（I₃⁻）相限域锚定，从根本上抑制多碘穿梭扩散问题。该双相电解液体系有效打破了传统电解液的温度适用局限，成功实现-30℃至50℃超宽温域稳定工作。低温下可抑制电解液凝固、保障快速离子传输；高温下可有效缓解水分挥发、电极腐蚀与副反应滋生，大幅拓宽锌碘电池的实际运行温度区间。电化学测试结果表明，基于该双相电解液构筑的锌碘电池具备优异的循环稳定性、倍率性能与温度耐受性。在高低温、长周期循环条件下，电池容量衰减显著降低、界面结构保持完整，有效解决了传统锌碘电池温域窄、寿命短、稳定性差的行业难题。结合电化学阻抗分析、界面形貌表征与理论计算模拟，张朝峰团队系统阐明了双相体系相限域机制、氢键调控机理、离子传输路径及界面稳定机制，完整揭示了双相电解液抑制碘穿梭、适配宽温域工作的内在物理化学机制，为高性能宽温域锌碘电池的电解液设计与界面工程优化提供了全新理论依据与技术方案。
该研究工作有效攻克了锌碘电池温域窄、穿梭严重、界面不稳定三大核心痛点，为宽温域、高安全、长寿命水系碘基储能电池的设计开发与产业化应用提供了新思路、新策略，对推动低成本、高适配性大规模电化学储能技术发展具有重要科学价值与工程意义。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金等项目的大力资助。
