文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jobab.2026.100232
水性锌离子电池（AZIBs）因其高安全性、低成本和环保性，成为有前景的储能系统。然而，其实际应用面临严峻挑战，包括锌树突的形成和寄生副反应的发生。这些现象不仅阻碍离子输运动力学，还导致容量迅速衰减和电池故障。为解决这些局限性，我们通过整合微米级纤维素和纤维素纳米纤维（CNF）开发了可持续的双联纤维素水凝胶电解质。水凝胶电解质由具有不同尺寸尺度的纤维素组分构成，呈现出有序的层级多孔网络结构，显著促进锌离子的迁移。具体来说，纳米纤维素作为增强填充剂，增强双网电解质的机械强度，从而抑制锌树突的生长。此外，丰富的羧基极性官能团也被引入为高亲和力的Zn2+结合位点以减轻副作用。因此，组装后采用该电解质的锌//锌对称电池在0.5 mA/cm2电流密度下表现出优异的循环稳定性，超过1100小时,采用该电解质的Zn//V2O5电池在1000个周期后高容量保留率为79.9%电池。此外，这种纤维素水凝胶电解质易于获取且可生物降解，为高性能且环保的储能设备的可扩展生产铺平了道路。
总之，通过硼砂介导微米级纤维素和CNF的交联，成功制备出具有层级多孔结构的纤维素水凝胶电解质。CBC电解质具有卓越的电化学性能，有效抑制树突形成，同时具备高离子导电性和卓越的循环稳定性。这归因于CBC稳定且统一的层级多孔结构1水凝胶电解质，促进高效Zn2+的生成离子转运。丰富的羟基和带负电羧基官能团促进了快速的Zn2+离子传输，导致高电导率高达10.27 mS/cm，Zn2+转移数为0.84，均匀离子通量，以及Zn2+的三维扩散进入一个平坦的沉积面。受益于CBC1电解质，锌对称电池，可以在0.5 mA/cm2的电流密度下循环1100小时，以及Zn//V2O5的容量保留1000次循环后，全电池率为79.9%。由于其优异性能，包括高离子导电性和循环稳定性，CBC1电解质可被视为一种有前景的材料，适用于AZIBs，从而促进环保能源系统的发展。