水系锌碘（Zn-I₂）电池因其固有的安全性、经济性以及碘正极较高的理论容量（211 mAh g⁻¹，被广泛认为是满足日益增长的储能和可穿戴设备需求的潜在解决方案，并引起了广泛关注。
在此，电子科技大学孙威、林媛、潘泰松等人设计了一种双限域水凝胶电解质（DCHE），通过功能分区离子调控策略，在高面容量下同步稳定碘正极和锌负极。在正极侧，DCHE中的阴离子官能团通过静电排斥抑制多碘化物迁移，而阳离子官能团可吸附逃逸的多碘化物，从而强化对锌负极侧多碘化物迁移的抑制。
理论模拟与原位表征验证了这种双限域效应能有效缓解穿梭效应。此外，亲水和亲锌官能团通过调控氢键网络和Zn²⁺通量，增强了锌负极的电化学稳定性。
结果表明，采用DCHE组装的Zn//ZnI₂电池在100 mA g⁻¹电流密度下实现了4.5 mAh cm⁻²的实际面容量，并创纪录地达到6000小时以上的超长循环寿命（容量保持率88.9%）。单层软包电池还表现出优异的机械稳定性，在90°弯曲100次后仍保留80%容量。
图1. 扣式电池性能
总之，该工作提出了一种功能分区离子调控策略，通过双限域水凝胶电解质（DCHE）同步解决多碘化物穿梭和界面稳定性难题。在正极侧，DCHE通过阴离子官能团的静电排斥与阳离子官能团的吸附作用形成双重限域，显著抑制多碘化物迁移；在负极侧，亲水和亲锌官能团调控水分子活性和Zn²⁺通量，减少副反应并促进锌均匀沉积。
该策略使Zn-I₂电池在面容量和循环寿命上远超现有报道水平：Zn//Zn对称电池在1 mA cm⁻²和1 mAh cm⁻²条件下稳定循环4800小时；Zn//ZnI₂全电池在100 mA g⁻¹低电流密度下运行6000小时后仍保持4.0 mAh cm⁻²的面容量，静置48小时的容量保持率达93.53%。
单层软包电池容量超过100 mAh（面容量4.5 mAh cm⁻²），50 mA g⁻¹循环160次后容量保持82%。柔性电池在弯曲测试中表现出优异的耐受性，展现了其在可穿戴领域的应用潜力。因此，该工作通过性能突破与实际验证，为锌碘电池的发展提供了重要指导。
图2. 软包电池性能
Functionally Segregated Ion Regulation Enables Dual Confinement Effect for Highly Stable Zinc-Iodine Batteries, Advanced Materials 2025 DOI: 10.1002/adma.202500500
孙威，电子科技大学教授，入选国家级青年人才计划。2011年和2017年于华南理工大学获得学士和博士学位，曾先后在美国马里兰大学、德国明斯特大学从事研究工作。致力于解决新型电化学储能技术在“机理解析-性能优化-器件构筑”环节的关键问题，主要研究方向为：高比能金属基电池材料与器件、电解质与电极界面、电化学原位表征技术。主持国家自然科学基金青年基金一项、NSAF联合项目一项，四川省自然科学基金项目两项。2021年获得美国电化学协会博士后研究奖，并受邀担任Nature、AAAS、ACS、Wiley等多个出版社的期刊审稿人。
林媛，电子科技大学研究生院院长，教授，博士生导师，国家级领军人才， 2018国家杰出青年科学基金资助。自2008年回国以来主要从事柔性无机薄膜电子器件的研究，旨在通过解决柔性无机电子薄膜材料制备与调控、柔性可延展传感/刺激器件设计与集成及柔性可延展电子的生物医学应用中存在的关键科学技术问题，实现高性能、智能化的柔性可延展电子器件，推动柔性可延展电子器件在生物医学、人机交互、装备监测等领域的进一步应用。承担和参加了国家973、国家自然科学基金创新群体、联合基金、海外与港澳合作等十余项国家级科研项目，于2017年获得四川省科技进步二等奖。在Science advances、Applied Physics Letters、IEEE Electronic Device Letters等国际学术期刊上发表SCI论文百余篇，出版专著1部。
潘泰松，男，博士，电子科技大学“百人计划”研究员，博士生导师。潘泰松于2010年和2016年在电子科技大学先后获得学士和博士学位，其中在2014年至2016年期间在美国西北大学Yonggang Huang院士课题组从事可延展柔性电子器件的力学设计与计算工作。潘泰松长期从事柔性集成电子器件构筑理论与关键技术的研究工作，并结合VR/AR交互、锂电池安全管理、飞行器共形蒙皮等领域对泛在化、多模态信息电子器件与系统的需求开展应用探索。
近年来，聚焦大幅面三维柔性电路制备、可编程柔性传感器件、柔性智能电磁超表面等方向取得了代表性成果，在Nature Electronics、Nature Communications、Advanced Materials、ACS Nano、IEEE TMTT等期刊和国际会议上发表学术论文80余篇，Google Scholar 引用4000余次。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、国家部委重点基金等多项国家级项目，获授权中国发明十余项。担任中国电子学会柔性电子技术分会委员、FlexMat期刊青年编委，并长期担任Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、npj Flex. Electron.、Chem. Eng. J.、ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊的审稿人。