近日，亿万先生MR资料学院博士钻研生常麟晖以第一作者在国际顶级期刊《Nature Communications》（天然·通讯）颁发题为“High-Entropy Solvation Chemistry towards Affordable and Practical Ah-level Zinc Metal Battery”的钻研论文。亿万先生MR为第一单元，亿万先生MR程红伟教授、鲁雄刚教授和大湾区大学赵康宁助理教授为共同通讯作者。

水系锌离子电池因其本征安全性和低成本，在大规模储能领域展示出巨大潜力。然而，传统水系电解质限度了其能量密度和循环寿命。若何设计兼具高机能与低成本的电解质，是推动水系锌离子电池贸易化过程的主题身分。

近年来，钻研者在高熵合金、陶瓷等先进职能资料钻研中对“高熵效应”的意识与创新方兴未艾。受此启发，作者创新性地在水系锌离子电池电解质设计中引入“高熵溶剂化”战术，利用微量混合卤素阴离子的协同介导效应，成功可控构筑出怪异的高熵溶剂化结构（图1）。结合原子尺度的理论分析与多维度原位表征技术，深刻地揭示了高熵溶剂化结构的体相特点与界面反映演变法规，阐了然锌金属电池综合机能显著提升的关键机造。

图1 高熵溶剂化电解质（HESE）的设计理想与主题优势（Nature Communications, 2025, 16, 6134）

钻研发现，在该高熵溶剂化电解质（HESE）中，由单卤素接触离子对（CIP, ~72%）与多卤素荟萃体（AGG，~23%）共同构建的特殊溶剂化结构显著提高了系统的构型熵（从902.22提升至1172.43）。通过诱导溶剂化结构的精密沉组，突破了多卤素荟萃体脱溶剂能垒限度，突破了传统卤素电解质中过电位与库伦效能的衡量，实现了低过电位与超高均匀库伦效能的协同提升。得益于此，基于HSES的锌金属电池展示出卓越的机能与辽阔利用远景（图2）。全电池实现了9.23 mAh cm^?2的面积容量和优异的循环不变性，能量密度高达152.2 Wh kg^?1，处于国际当先水平。作为规；橹，Ah级软包电池在超过250次循环中展示出超高均匀库伦效能（99.90%）。经核算，HESE成本约0.33 $·kg^?1，与2M ZnSO₄电解质（0.32 $·kg^?1）相当，较传统高浓度/增长剂系统降本10倍以上。本论文提出的高熵战术，通过精确调控阴-阳离子相互作用，为设计兼具高机能、高安全和低成本的实用化水系金属电池电解质启发了新蹊径。

图2 HESE的高熵溶剂化结构散布及实用性电池机能展示（Nature Communications, 2025, 16, 6134）

面向国度新能源战术需要， 2025年以来，团队萦绕新能源资料与电化学储能钻研方向获得了一系列鼓励人心的钻研成就（Energy & Environmental Science, 2025, d5ee02101d; Energy Storage Materials, 2025, 104022; ACS Nano, 2025, 055925.R2; Chemical Engineering Journal, 2025, 163267; Materials Today Energy, 2025, 101889）。有关工作得到国度天然科学基金（52404423，52334009，51874196）、上海市天然科学基金（23ZR1421600）、松山湖尝试室盛开基金沉点项目（2023SLABFK12）等赞助。

论文下载链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61456-z