佛罗里达农工大学-佛罗里达州立大学工程学院Petru Andrei教授与博士生彭旺团队开发出一种水系锌离子电池，采用水凝胶电解质与电沉积二氧化锰工艺，循环寿命达900次以上。研究成果发表于《ACS Omega》期刊。

水系锌离子电池以锌为负极材料，水相电解液替代有机溶剂。传统水系锌离子电池受枝晶生长制约，金属锌在充电过程中形成针状沉积物，刺穿隔膜后引发短路。研究团队引入聚乙烯醇与芳纶纳米纤维复合水凝胶——芳纶纳米纤维源自凯夫拉防弹材料，构成三维多孔网络，物理阻隔枝晶生长路径。电沉积工艺使二氧化锰正极在组装过程中直接生长于集流体表面。

制造流程取消浆料混合与干燥工序。Andrei表示：“所有工序都在水中进行，使用一种不易燃的水凝胶来稳定和抑制枝晶的生长。枝晶是微小的金属结构，会导致电池失效，而水凝胶的加入使得电池组装更加简单，也更加安全。”该水系锌离子电池无需有机溶剂，制造环境温湿度要求低于传统产线。

900次快速充放电后容量保持稳定。Andrei称，该水系锌离子电池适用于电网储能、家庭能源系统及大型备用电源——“在这些应用场景中，电池需要持久耐用且非常可靠，即使它们并非功率最强。”柔性电子与可穿戴医疗设备亦为潜在应用方向。

出版详情：作者：Peng Wang等人，标题：《基于溶胶-凝胶转变和原位电沉积MnO₂的准固态锌离子电池》，发表于：ACS Omega (2025)。期刊信息： ACS Omega