便携式/可穿戴电子产品的快速增长需求刺激了对可折叠和高安全性电池电解质的深入研究。在各种储能技术中，水系锌离子电池(AZIB)具有锌资源丰度高、成本低、无毒等优点，有望成为最有前途的后锂电池之一。然而，AZIB通常会出现锌枝晶、寄生析氢反应(HER)、电解质泄漏等问题，严重限制了AZIB的进一步应用。利用聚合物凝胶电解质(PGEs)或聚合物单离子导体(SIC)是解决上述问题的有效策略。其中，PGEs具有不流动、稳定性/安全性高的特点，在ZIBs中具有很大的应用前景。然而，其低保水能力、Zna²⁺转移数和离子电导率降低了PGE基ZIBs的长期稳定性。聚合物上带负电的阳离子受体具有高度的局域性，容易与Zn²⁺形成紧密的离子对。Zn²⁺离子通常解离有限，导致SIC基ZIBs的离子电导率较低。因此，单纯的PGEs和SIC不能同时解决上述问题。本研究设计并合成了一种高质量的准固体单Zn²⁺导体，将PGE与SIC相结合，使两者优势相辅相成，解决了上述问题。近日，来自东北师范大学的李英奇副教授、谭华桥教授与吉林大学的王同辉教授、郎兴友教授合作，以磺基修饰COFs为核心，设计并合成了一类高质量的准固体单Zn²⁺导体，将PGE与SIC相结合，使两者优势相辅相成。

在该电池系统中，准固体电解质在保证同时实现卓越的离子电导率、高Zn²⁺转移数和长寿命方面起着至关重要的作用。具体来说，在光自由基和磺酸(-SO₃^-)基团的氢键引导下，丙烯酰胺(AM)分子在TCOF-S孔通道中原位聚合为聚丙烯酰胺(PAM)链。PAM链上的羰基(C=O)对Zn²⁺有溶剂化作用，使Zn²⁺在TCOF-S中更容易解耦。同时，PAM链上的C=O键和COF骨架中AB堆积排列的-SO₃^-形成了“Zn²⁺阶梯”，共同加速了Zn²⁺的迁移。此外，TCOF-S骨架携带离域电子，使其与锌箔的亲和力更高。带负电荷且排列有序的COF还可以为Zn²⁺提供足够的纳米级缓冲通道，使其均匀可逆地沉积在锌箔基材上或从锌箔基材上剥离，从而抑制枝晶的形成。