文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.146805
纤维素纸基隔膜凭借其优异的润湿性、化学稳定性和环境友好性，在锌离子水系电池（ZIBs）领域展现出作为高性能隔膜材料的巨大潜力。然而，其在实际应用中仍面临关键挑战：水分子易渗透至纤维素无定形区域，诱发塑化效应，导致分子链迁移率显著增加及内部氢键网络破坏。这种降解机制会严重削弱电池的循环稳定性和容量保持能力，成为制约纤维素纸基隔膜在水系ZIBs中实用化的瓶颈。
针对此问题，本研究提出一种创新的原位光引发自由基聚合策略，通过将丙烯酰胺-纳米纤维素（AM-NCF）水凝胶层原位生长于纤维素基底表面，成功构建了具有三维网络结构的水凝胶包覆复合隔膜（PNF-6）。该设计通过强化聚合物-纤维素界面相互作用，实现了三重功能优化：一是有效限制纤维素链的迁移运动，二是均质化Zn²+传输通量，三是显著提升隔膜在湿态环境下的机械鲁棒性。这些特性共同保障了复合隔膜在长期循环过程中的结构完整性。
基于该复合隔膜的Zn||V₂O₅全电池性能验证表明，在5 A g⁻¹的高电流密度下，经过4000次充放电循环后仍能保持80%的初始容量，展现出卓越的循环稳定性。这一成果不仅验证了水凝胶增强策略的有效性，更为开发高性能、长寿命的锌离子电池隔膜提供了可扩展的制备方案。本研究突破了传统纤维素隔膜的性能局限，为解决锌离子电池工业化进程中的关键技术挑战提供了新思路。