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由于其優異的可靠性、低成本和環境友好性，水性鋅離子電池（AZIB）在智能設備和城市的移動和固定儲能方面具有廣闊的前景。然而，目前的挑戰，如負極枝晶生長、正極溶解和副反應，阻礙了AZIB的實際應用。

在此，南洋理工大學魏磊團隊開發了一種低濃度高熵（HE）電解質。即通過引入多種陰離子參與協調，形成高度無序的溶劑化殼。

研究顯示，這種結構打破了水分子間的氫鍵網絡，抑制了鋅負極上的界面副反應，從而減少了鋅枝晶的形成。這種高熵電解質顯著降低了鋅離子的溶劑化能，增強了鋅離子的擴散動力學，促進了均勻的鋅沉積，提高了電極界面的穩定性。

基于此，使用HE-50mM電解質的Zn||Zn對稱電池中，循環穩定性超過2000小時，展示了極低的過電位。全電池在低溫下（-20°C）仍表現出優異的循環性能，展示了高熵電解質在極端條件下的抗凍特性和高效能。

圖1. 電解質設計思路

總之，該工作提出了一種低濃度的高熵（HE）電解質策略。具體而言，作者通過引入多種陰離子形成復雜且高度無序的溶劑化結構，以提高鋅離子擴散動力學和電極界面穩定性，顯著延長水系鋅離子電池的循環壽命，并在低溫下依然保持優異的電化學性能，為開發低成本、高安全性、高性能的水系電池提供了新的思路。

圖2. 電池性能

High‐Entropy Electrolytes with High Disordered Solvation Structures for Ultra‐Stable Zinc Metal Anodes, Angewandte Chemie International Edition 2024

魏磊，2005年本科畢業于武漢理工大學，2011年博士畢業于丹麥科技大學，2010-2014年在美國麻省理工學院進行博士后研究，2014年加入新加坡南洋理工大學電氣與電子工程學院任南洋助理教授，2019年升任副教授，2018年起任南洋理工大學光纖技術研究中心主任。主要從事光纖傳感、纖維光電子及能源器件和智能織物等方面的研究。在Nature、Nature Biotechnology、Nature Photonics等學術期刊上發表論文。主要學術兼職包括The Optical Society (OSA) Singapore Section主席和IEEE Photonics Society Singapore Chapter常務委員會委員。

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?南洋理工Angew：高熵電解質用于超穩定鋅金屬負極

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