近日，我院梁鑫教授团队杜浩然老师在低温锌金属电池电解质设计方面取得重要突破，相关研究成果以“Anion-driven polarity reconstruction of electrolyte microenvironment enables long-life zinc-metal batteries at low temperatures”为题发表于中科院1区Top期刊《Chinese Chemical Letters》。我院青年教师杜浩然博士为该论文第一作者，梁鑫教授以及华中科技大学伽龙教授为共同通讯作者，合肥大学为第一完成单位，2024级材料与化工专业硕士研究生张善杰为主要参与人。
水系锌金属电池因其高安全性和低成本，在规模储能领域备受关注。然而，低温环境下水的强氢键网络易导致电解液冻结，电池性能急剧衰减。引入有机共溶剂是常见的抗冻策略，但受限于“极性匹配原则”，多数低凝固点的弱极性溶剂既无法与水互溶，也难以解离锌盐，长期被排除在候选体系之外。针对这一矛盾，研究团队提出“阴离子驱动极性重构”新策略，利用三氟甲磺酸根（OTf-）独特的双亲结构作为“分子桥”，成功打破了水与弱极性溶剂2-甲基四氢呋喃（2-MeTHF）之间的极性壁垒，形成均一稳定的三元电解液体系。
该电解液的凝固点低至-112.1 °C，在-30 °C下仍保持1.00 mS/cm的高离子电导率。团队通过拉曼光谱、核磁共振及分子动力学模拟等手段揭示，OTf-介导形成了胶束状纳米结构及贫水锌离子溶剂化鞘层，有效抑制了析氢腐蚀和副反应发生。
该研究突破了传统共溶剂筛选的极性匹配限制，为适配低温地区的高性能锌金属电池提供了全新的设计思路。研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省高校自然科学研究项目、合肥大学人才科研基金等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cclet.2026.112654
（撰稿人：杜浩然；初审：王玮；复审：朱三娥；终审：杨伟）