近日，化工学院刘杰副教授团队在Energy Storage Materials杂志上发表了题为“A Janus binder with electrophilic and nucleophilic dual centers for Ah-level four-electron aqueous Zn-I₂batteries”的研究论文（中科院一区，影响因子：20.2）。化工学院研究生宋泓江为论文第一作者，刘杰副教授为论文唯一通讯作者。

水系锌碘电池因其安全环保、资源丰富等优势而备受关注。传统的锌碘电池基于I^-/I₂转化反应，能量密度已无法满足应用需求。激活高电位I₂/I⁺转化反应能够显著地提升锌碘电池的能量密度，使其在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。然而，I⁺物种在水系电解液中稳定性差，易水解，导致I₂/I⁺转化反应的可逆性差。此外，在实用化载量条件下，碘正极的机械结构稳定性亦面临着巨大挑战。针对以上问题，刘杰副教授团队提出基于兼具亲电基团和亲核基团的PHMG粘结剂构筑四电子锌碘电池的新思路。PHMG中的亲核基团–NH–能够与I⁺物种形成稳定的电荷转移复合物，从而有效地抑制I⁺物种的水解。同时，PHMG中的亲电基团–C=NH₂⁺能够强有力地锚定I₃^-物种，从而抑制其穿梭及其与I⁺物种的归中反应。此外，与传统的PVDF粘结剂相比，PHMG粘结剂具有优异的力学性能，能够有效地维持高载量碘正极的机械结构稳定性。因此，基于PHMG粘结剂，载量为32.73 mg cm⁻²的碘正极能够展现出9.65 mAh cm⁻²的超高面积比容量。最终，Ah级锌碘软包电池（0.76 Ah）亦被成功构建，表明该四电子锌碘电池构筑新策略的可行性与实用性。

该研究得到山东省高等学校青创科技支持计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。