近日，松山湖材料实验室的王欣研究员通过在柔性高分子凝胶膜上原位生长了沸石咪唑材料（ZIF-8），合成出了一种刚柔并济的隔膜并应用于锌/钒电池体系，发现其不仅可以抑制正极活性材料钒的溶出和扩散，还能促使锌离子在负极表面均匀沉积，从而减少锌枝晶的生成。这种双效的隔膜极大地提高水系锌离子全电池的电化学性能。

进一步对其进行机制分析，发现该复合隔膜上的氮原子可以和电解液中钒离子形成N-V键，从而起到固定钒离子的作用。这意味着钒离子无法在电解液中自由迁移，有效减少了电极表面副产物（Zn₃V₂O₇(OH)₂）的生成。DFT计算和XPS结果均可以证明N-V键的存在。复合隔膜对钒离子的“锚定”效应进一步形成了离子屏障，从而防止活性物质在电池运行过程中进一步溶解和扩散。预锚定钒离子的隔膜在5A g^-1的电流密度下循环1000圈后，容量保持率依旧高达94.6%。

总结：正极活性物质的溶解和负极金属枝晶的生长是电池中普遍存在的挑战，这也是水系锌离子电池很难实现商业化的主要原因。这项工作为水系锌离子电池中隔膜设计提供了新的见解：1）功能化隔膜应具锚定溶出离子的能力，这样可以减少因溶出的离子而生成的副产物；2）在电池组装之前将溶出离子预锚定在隔膜上将更有利于防止活性材料的溶解，并进一步提升电池的循环稳定性。