Zn-Mn电池在阴极和阳极上同时进行双电子转换反应，获得高电压平台和高能量密度。然而，锌阳极面临枝晶生长和寄生副反应，而阴极上的Mn²⁺/MnO₂反应涉及析氧且可逆性差。

在此，中科大Lifeng Yan开发了一种使用甲基脲（Mu）的新型纳米胶束电解质，该电解质可以将离子封装在纳米域结构中，以在外部电场下以受控释放的形式引导Zn²⁺/Mn²⁺均匀沉积。

文章要点

1）连续的氢键网络被破坏，建立了有利的局部氢键体系，从而抑制了水分解衍生的副反应。与此同时，在锌阳极上原位生成固体电解质界面保护层，进一步避免了水分子渗透造成的腐蚀问题。

2）通过调节界面润湿性和改善成核动力学，Mn²⁺/MnO₂ 转化反应的可逆性也得到显着增强。因此，改进的电解质赋予对称Zn||Zn电池800小时的延长循环稳定性，并在1 mAh cm^-2的面积容量下抑制枝晶生长。组装好的Zn-Mn电解电池在 800 次循环后还表现出近 100% 的卓越容量保持率，并且在面积容量为 0.5 mAh cm⁻² 时具有 800 Wh kg⁻¹ 的优异能量密度。

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Yongqi Deng, et al, Hydrogen Bonding Network for Ultrastable High-Energy-Density Zn−Mn Battery, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c07764

https://doi.org/10.1021/jacs.3c07764