锌-碘可充电电池以其阴极丰度高、比容量大等独特的优点受到了广泛的关注。然而，由于锌阳极的不可逆枝晶生长和多碘化物在水溶液中的穿梭效应的挑战，锌-碘电池的实际应用还远远不能令人满意。固体聚合物电解质(SPE)不仅可以解决电池的安全性问题，抑制枝晶的生长，而且具有良好的柔韧性、粘弹性、易膨胀等优点。因此，固态锌-碘电池可能是解决上述挑战的一种有前途的策略。

鉴于此，东北师范大学化学学院的朱广山教授和刘东涛教授构建了一种具有共价键的新型多孔环糊精聚合物框架(CD-Si)，并用于锌-碘电池的固态电解质 (PEO/PVDF/CD-Si)。

β-CD具有一个用于客体包裹体的空腔和一个含有丰富羟基的葡萄糖吡喃糖单元的环状结构。在85℃的N₂气氛下，β-CD与四氯化硅(SiCl₄)的通过亲核取代反应，构筑了环糊精基多孔聚合物网络(CD-Si)。在聚合物基体中嵌入CD-Si骨架。CD-Si成为PEO的宿主，减少PEO客体分子的聚集和结晶。两个离子通道的协同作用大大加快了反应动力学，离子电导率可达到1.64 × 10^-3 S cm^-1。最重要的是，设计的SPE同时抑制了锌阳极的副作用和多碘化物的穿梭效应，具有优异的耐用性、稳定性和较长的循环寿命。分子动力学(MD)模拟表明CD-Si促进了SPE中非晶态区域的形成，增强了Zn²⁺ 在聚合物基体中的通量。该环糊精基多孔聚合物框架为高性能锌-碘电池SPE的设计开辟一条新途径。

该成果以“Porous Cyclodextrin Polymer Enables Dendrite-Free and Ultra-Long Life Solid-State Zn-I₂  Batteries”为题，在《Angewandte Chemie International Edition》上发表。东北师范大学化学学院博士研究生苏洋为该论文的第一作者，通讯作者是化学学院教师朱广山教授和刘东涛教授。

该工作得到了国家自然科学基金的支持（22071021, 22131004, U21A20330）。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202308182