近期，斯坦福大学崔屹教授与秦健教授团队，提出了一种全新的高熵电解质设计策略，为水系电池的性能瓶颈突破打开了全新的方向。
传统水系锌离子电池凭借低成本、高安全的优势，一直是大规模储能领域的热门候选，但长期以来，析氢反应（HER）导致的产气、负极腐蚀问题，以及常规调控手段伴随的离子电导率下降弊端，始终限制着它的实际应用。
针对这一痛点，研究团队跳出了过往聚焦第一溶剂化壳层的常规思路，将高熵概念创新性地引入了锌离子的第二溶剂化壳层设计：他们通过混合醋酸锌、四氟硼酸锌、三氟甲磺酸锌、高氯酸锌这四种常见锌盐，在保持总锌离子浓度不变的前提下，向第二溶剂化壳层引入了多种阴离子，以此构建出高熵环境，试图从外层结构优化电解液性能。
为了验证这一设计的作用机制与实际效果，研究团队展开了多维度的表征与测试：
首先，研究人员借助X 射线光电子能谱仪（XPS）对电解液的溶剂化结构进行精准表征，清晰解析了第二溶剂化壳层的阴离子分布状态，证实了多种阴离子成功在外层壳层形成了高熵构型，这也是本系列 XPS 技术在电池电解液结构分析中的典型应用。
随后，团队利用拉曼光谱仪对电解液的分子间相互作用进行分析，通过水分子 O-H 键的振动峰变化，证实了这种高熵环境有效削弱了电解液中原有的氢键网络，从分子层面阻断了质子的转移路径，从根源上解释了析氢反应被抑制的核心原因。
在此基础上，研究人员通过电化学工作站完成了离子电导率与析氢反应极化曲线的测试，结果显示，相较于传统电解液，该高熵电解质的离子传输效率显著提升，同时析氢反应的起始电位出现明显正移，直接验证了 HER 抑制效果与锌离子传输动力学的优化。
最后，团队组装了对称电池、半电池与全电池，通过电池测试系统完成了长循环与倍率性能测试，结果证实该电解液可以让电池实现超长的稳定循环，充分验证了这一设计的实际应用价值。
这项工作证明，通过调控外层溶剂化环境，完全可以在不牺牲离子电导率的前提下，实现高性能水系电池电解液的设计，为相关领域的发展开辟了全新道路。相关研究成果已发表于国际知名期刊《ACS Energy Letters》，论文题为High-Entropy Second Solvation Shell by Anion Diversity for Aqueous Zinc-Ion Electrolytes。
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