近日，我院赵金保教授/杨阳副教授团队在水系锌碘电池功能化隔膜研究中取得新进展，相关成果以“An Integrated Tandem-Structured Separator Enables Dual-Enhanced Stable Interfaces for Long-Cycle-Life and High-Areal-Capacity Aqueous Zinc-Iodine Batteries”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（DOI: 10.1002/anie.202506849）。
水系锌碘电池（AZIBs）凭借其本征安全性、环境友好性以及锌/碘原料的成本优势，已成为新一代电化学储能技术的研究热点。然而，电极界面的不稳定性制约了其电化学可逆性：锌负极因枝晶生长、析氢反应（HER）及副产物积累而失效；而碘正极则面临多碘化物溶解-穿梭引发的活性物质流失问题，最终限制了AZIBs的长循环性能。2023年厦门大学赵金保教授/杨阳副教授团队，设计了基于阳离子交换树脂和铁纳米颗粒修饰的单壁碳纳米管的Janus隔膜（DOI: 10.1002/anie.202300418），提高了锌碘电池循环稳定性。但是此Janus隔膜需要基膜（商业化玻璃纤维隔膜）支撑，厚度较厚。近日，团队进一步通过静电纺丝技术构建了一种无需基膜的一体化串联结构隔膜，厚度大幅减薄。该隔膜由具有"缓冲-释放-修复"机制的In2O3-SiO2（ISO）负极侧功能层与具备多碘化物吸附-催化功能的钴纳米颗粒负载的碳纳米纤维（Co@CNF）正极侧功能层直接串联构成，成功在高面容量水系锌碘电池（AZIBs）中构筑了双重增强的高稳定性正负极界面。得益于这种正负极界面协同稳定化作用，一体化ISO+Co@CNF隔膜将锌负极循环寿命延长至3400小时，并使得Zn-I2全电池在2.97 mAh cm-2的高面容量下稳定循环达20000圈。本工作揭示了构建双重增强的稳定界面的重要性，为高面容量AZIBs功能隔膜的设计提供了新思路。
该工作是在我院赵金保教授和杨阳副教授指导下完成，2022级硕士研究生李思洋为论文第一作者。研究生孙晨曦、张明浩、唐溶参与并协助工作完成。该论文得到国家自然科学基金（22379125、22109030、22021001），中央高校基本科研业务费（20720220073）、福建省科技计划项目（2022I0002）以及嘉庚创新实验室和表界面化学全国重点实验室的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202506849
