基于锌金属负极的水系电池由于安全性和低成本优势，有利于储能技术的多样化，但其能量密度和可循环性长期以来一直受到副反应和枝晶问题的限制，尤其是在实用器件层面。尽管正在持续努力更新电极和电解质，但迄今为止，其他必不可少的组件（例如隔膜）在电池运行中的作用尚未完全探索。
文章亮点：
1. 所得CNF-SO3Zn隔膜结合了多种物理优势（即机械韧性、强亲水性和均匀的孔分布），并具有优先的Zn2+离子传输（Zn2+离子迁移数为0.70 ± 0.12）。
2. 在极端情况下，由这种隔膜组装的电池只通过吸收空气中的水分即可工作，而不一定需要额外的水和金属盐，这证明了它作为特殊电源的可能性。从更基本的角度来看，吸水量有限的CNF-SO3Zn膜不仅是一种隔膜，还可以作为高分子锌盐或凝胶固态电解质。
3. 这种隔膜也被证明可与各种储锌正极兼容，特别是对于高负载聚苯胺正极，在超过150次循环后仍保留了超过95%的初始容量。
4. 这种隔膜可以从各种生物质来源中大量获得，并且可以在现有造纸工艺的基础上大规模制备，从而使材料成本低廉。
图1 CNF膜的结构和力学性能
图2 不同隔膜的离子传导行为
图3 抑制水活性
图4 锌负极的电化学可逆性
图5 采用不同正极的锌电池的电化学性能
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来源：高分子科学前沿
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