黄江峰等发表文章于Advanced Functional Materials

Microstructural Engineering-Driven Electrochemical Performance in Water-in-Salt Electrolytes

盐包水电解质（WiSE）通过有效抑制析氢反应并显著提升循环可逆性，成为锌基水溶液电池的一种极具前景的策略。然而，现有研究对其微观结构-宏观性能的关联机制缺乏深入认知，尤其在宏观尺度模拟方面存在明显不足。本研究通过整合电化学测试、电解质表征与建模，对浓度依赖的电化学调控机制进行了系统性探究。首先，微观结构特征从根本上决定了电池循环效率、极化行为等关键性能指标。随后，通过创新设计的开路电位差实验，成功测定了WiSE粒子的溶剂化能参数，同时拉曼光谱分析揭示了Zn²⁺配位环境与水分子溶剂化结构的浓度依赖性演变规律。更重要的是，本研究开发了融合动态溶剂化反应与溶解-沉积过程的多物理场耦合模型，成功复现了锌对称电池的电压响应特征，解析了电解质的时空浓度分布。该工作不仅深化了对WiSE体系结构-性能关系的理解，更建立起多尺度研究方法论与构效关联模型，为解析离子液体等浓体系的跨尺度构效关系提供了新范式，对推进电化学储能系统发展具有战略意义。

2025年08月