近日，国际著名期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）在线发表了武汉大学工业科学研究院杨培华课题组的最新研究成果。该研究采用电聚合的策略，在水系电池中原位合成了聚阴离子水凝胶电解质，从而改善了电极-电解质界面，并提高了电池循环稳定性。

论文题为《水系电池中原位自发电聚合水凝胶电解质实现稳固界面》（In-Situ Spontaneous Electropolymerization Enables Robust Hydrogel Electrolyte Interfaces in Aqueous Batteries）。武汉大学为第一署名和通讯单位，武汉大学工业科学研究院博士研究生陈良源为论文第一作者，武汉大学杨培华研究员、赵焱教授和南洋理工大学范红金教授为共同通讯作者，论文共同第一作者为博士研究生肖托和杨金霖。

水凝胶具备优良的离子输运调控能力，在水系电池中有本征优势。然而，传统方法制备的水凝胶电解质往往无法确保与电极有良好的接触，在电极表面进行原位聚合可以有效提高电解质与电极界面兼容，降低界面阻抗。基于此，该团队提出了一种原位电聚合方法来构建水凝胶电解质。在电池循环过程中，界面电化学反应产生自由基，从而自发诱导前驱体溶液聚合成凝胶电解质。电聚合过程中，单体分子直接参与电极表面的氧化还原反应，并在表面发生交联聚合，形成的水凝胶电解质与电极具有深度渗透的物理接触和良好化学结合。以Zn-MnO2电池为例，原位电聚合形成的水凝胶电解质具有双重作用：它促进了阳极界面的锌离子扩散，限制了枝晶生长；在阴极稳固的水凝胶界面有利于电荷转移，提高了电极的动力学和稳定性。鉴于水凝胶电解质在水系储能中的独特功能，原位电聚合的策略有望广泛应用于高性能水系电池制造。

该研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费等资助，并获得了武汉大学超算中心和武汉大学科研公共服务条件平台的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202400230