兼容且堅固的電極-電解質界面有利于解決水系鋅離子電池的嚴重枝晶生長和副反應，從而實現商業標準壽命和充放電速率。松山湖材料實驗室王欣、中國科學院深圳先進技術研究院韓翠平等報告了一種通過原位構建凝膠電解質（GPE）的化學焊接策略，這使鋅離子電池能夠實現超長壽命和可逆性。

圖1. 異位GPE和原位GPE示意圖

由鋅金屬引發的原位GPE在鋅金屬負極和電解質之間產生化學焊接，從而形成良好的結合和缺水的電極-電解質界面，從而抑制枝晶生長和副反應。氧化還原引發還消除了Zn表面的異質性，并通過調節初始Zn成核和生長，使Zn沿(002)晶面優先生長。結果，原位形成的GPE可實現具有良好連接的離子路徑和較少副反應的強鍵界面。

圖2. 對稱電池的性能

受益于上述優勢，由此制備的原位對稱電池可提供5100小時（>212天）的超長壽命，并且具有原位電解質的雜化電容器在20 A g^-1下可平穩運行超過40,000次循環。即使在40 mA cm^-2的超高電流密度和40 mAh cm^-2的容量下，電池仍可穩定運行240小時，同時具有87%的放電深度和高鋅利用率。因此，原位凝膠電解質集成了堅固的界面和一體式電池的制備，證明了水系鋅存儲裝置的商業化途徑。

圖3. 雜化電容器的性能

Chemical Welding of Electrode-Electrolyte Interface by Zn Metal-Initiated in-situ Gelation for Ultralong-Life Zn-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202207118