近日，武汉大学周金平教授团队和贵州大学谢海波教授团队受邀请合作撰写的AMR述评文章“Solvent-to-Material Engineering of Cellulose-Based Electrolytes toward Stable Aqueous Zinc Batteries”在线发表。

水系锌电池凭借其高理论比容量、安全性、环境友好性和低加工成本等优势，在新一代储能技术中展现出巨大潜力。其中，以纤维素为代表的天然高分子材料，因其储量丰富和可降解等特性，在推动水系锌电池可持续发展方面具有重要价值。然而，该技术体系仍面临诸多挑战：一方面，锌负极在循环过程中易出现枝晶生长、界面腐蚀及析氢副反应等问题，显著降低电池循环寿命；另一方面，传统纤维素基材料受限于机械强度不足与功能单一，难以构建稳定电极/电解质界面，从而无法有效解决锌负极中存在的问题。

基于此，周金平教授团队与谢海波教授团队系统总结了近年来在纤维素基电解质的设计与合成方面的研究工作。文章首先详细介绍了课题组前期开发的两种新型纤维素溶剂体系，即碱/尿素水溶液与CO2基溶解体系，并阐明了其组成特点与溶解机制。在此基础上，作者以这两种溶剂作为纤维素的溶解介质与反应介质，构建了多种结构可控、功能可调的纤维素电解质，具体包括三类网络结构设计策略（如柔性-刚性双网络结构、物理-化学双交联策略以及表面涂层工程）以及多种官能团修饰方法（如在纤维素分子链上引入负电荷、正电荷、两性基团及其他极性官能团），并揭示了以上结构设计与功能修饰对纤维素电解质力学性能和理化性质的调控机制与构效关系。进一步地，作者深入探讨了纤维素基电解质在水系锌电池中的电化学性能与作用机理。最后，总结了当前纤维素基电解质在水系锌电池应用中仍面临的关键挑战，并指出未来可在新型纤维素溶剂开发、超薄纤维素电解质结构设计及规模化高效制备技术等方向寻求突破。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.5c00153

一审:  谢海波

二审：赵飞

三审：刘剑