干法制备高负载锌碘电池突破商业化瓶颈：实现15.8 mA h cm?2 面容量与长效循环

为解决传统湿法制备碘阴极导致的活性材料负载量低(<100 mg cm?2 )、碘升华及多碘化物穿梭效应等问题，研究人员开发了一种可扩展的干电极制备技术。该技术通过构建致密无空隙电极结构，将Zn-I2 电池面容量提升至15.8 mA h cm?2 ，并结合1,3,5-三恶烷电解质添加剂形成原位聚合物SEI层，抑制锌枝晶生长。最终实现的Ah级软包电池在1 C下循环750次后容量保持率达88.6%，为卤素基水系电池的规模化应用提供了通用性解决方案。

　　

这项研究开创性地采用干法电极加工策略，成功攻克了水系锌碘(Zn-I₂
)电池商业化进程中的关键障碍。传统湿法工艺因碘易升华的特性，导致电极活性物质负载量难以突破100 mg cm^?2
的瓶颈，而新型干法技术不仅将碘化锌(ZnI₂
)负载量推高至创纪录水平，更通过致密电极结构将多碘化物(polyiodides)的穿梭效应抑制到最低程度，使电池自放电率在168小时内仅11.16%。

研究团队还巧妙地在电解液中引入1,3,5-三恶烷(1,3,5-trioxane)作为添加剂，其在充放电过程中会自发形成柔性聚合物固态电解质界面(polymer-SEI)。这个原位生成的保护层如同"分子盔甲"，有效阻止了高电流密度和深度放电条件下锌枝晶(zinc dendrites)的野蛮生长。最终制备的Ah级软包电池展现出惊人的稳定性——在15.8 mA h cm^?2
的高面容量下，经过750次1 C充放电循环后，容量保持率仍高达88.6%，性能远超当前商用的锂离子电池(～3–5 mA h cm^?2
)。

这项技术的突破性意义在于其普适性：同样的干法工艺可延伸至溴(Br)等其他卤素电池体系，为开发安全、低成本且适合电网级储能的下一代电池提供了标准化生产平台。通过同时解决阴极高负载制备和阳极界面稳定这两大核心难题，该研究让水系锌碘电池从实验室走向产业化迈出了决定性一步。