用于可持續固定存儲的水系鋅金屬電池的發展受到了兩大挑戰的阻礙：（1）通過抑制偶然的質子共插和溶解，在氧化物正極實現主要的鋅離子（去）插層，以及（2）同時克服負極鋅枝晶生長引發的寄生電解液反應。

圖1 混合共晶電解質的電解質網絡

滑鐵盧大學Linda F. Nazar、阿貢國家實驗室Kristin A. Persson等利用原位/非原位技術揭示了典型的氧化物正極的Zn²⁺與質子插層化學的競爭，并通過開發一種具有成本效益和不易燃的混合共晶電解質來緩解副反應。

具體而言，這項工作采用一種基于硫酸鹽的混合共晶電解質有效地抑制了有害的質子插層和正極溶解。這要歸功于一個強烈的氫鍵網絡，它減輕了水的活性。此外，一個完全水合的Zn²⁺溶劑化結構被揭示出來，并促進了界面電荷轉移。

圖2 無枝晶和高可逆的Zn沉積/剝離

結果，在商業相關的4 mAh cm^-2的面積容量下，實現了無枝晶的Zn沉積/剝離，并具有99.8%的超高平均庫侖效率，在8 mAh cm^-2時壽命可達1600小時。

此外，通過在兩個電極上同時穩定鋅的氧化還原作用，這里實現了鋅離子電池性能的新記錄，即4 mAh cm_-2的無負極電池在25℃下100次循環后保持了85%的容量。使用這種共晶設計的電解液，進一步實現了鋅-碘全電池，其在2500次循環后保持了86%的容量。總之，該方法代表了一個長期儲能的新途徑。

圖3 實用全電池的電化學性能

Enabling selective zinc-ion intercalation by a eutectic electrolyte for practical anodeless zinc batteries. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38460-2