由于锌负极能量密度高，且锌离子电池成本低、安全性高，水系锌离子电池（ZIBs）被视为极具前景的储能系统。但正极电压低、锌沉积不均、副反应多以及自由水分子导致的工作温度范围有限等问题，阻碍了ZIBs的实际应用。
基于此，2025年3月5日，福州大学张焱焱等人在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Ionic Liquid-Based Hydrogel Electrolytes Enabling High-Voltage-Plateau Zinc-Ion Batteries》的研究论文。
为解决这些问题，研究人员使用1 – 乙基 – 3 – 甲基咪唑乙酸盐（EmimAc）离子液体（IL）来改性聚乙烯醇（PVA）基水凝胶电解质中的活性水。
PVA链上丰富的羟基与IL和水之间的强相互作用，破坏了水分子间的氢键，从而抑制了水结晶并降低了电解质的冰点。同时，PVA的羟基与锌离子的强结合限制了锌离子的迁移，确保了Na3V2(PO4)3（NVP）正极处Na+的脱嵌，维持了高电压平台（1.48 V），提高了能量密度。
得益于这些优势，Zn || NVP软包电池在25°C下可循环100次，而扣式电池在-20°C下循环1600次后仍能保持81.3%的容量。这项工作为设计具有扩展工作电压/温度的水凝胶电解质提供了重要进展。
Ionic Liquid-Based Hydrogel Electrolytes Enabling High-Voltage-Plateau Zinc-Ion Batteries, Advanced Functional Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202501162.
