综述：细菌纤维素与玻璃纤维混合隔膜实现水系锌离子电池长循环寿命

　　本综述创新性地提出将细菌纤维素（BC）与玻璃纤维（GF）复合制备GF-BC隔膜，有效解决了水系锌离子电池（AZIBs）中锌负极枝晶生长、副反应和界面腐蚀等关键问题。该隔膜兼具45 MPa的高机械强度和均匀Zn2+ 通量分布，使Zn||Zn对称电池在0.5 mA cm?2 下实现2750小时超长循环，Zn||NaV3 O8 ·1.5H2 O全电池在1 A g?1 下保持160 mAh g?1 容量达1000次循环，为低成本高性能AZIBs隔膜设计提供新范式。

　　

Abstract
作为可持续储能候选者，水系锌离子电池（AZIBs）凭借资源经济性和本征电化学稳定性成为后锂时代解决方案。然而锌负极的枝晶生长、析氢副反应和界面腐蚀严重制约其发展。研究团队通过球磨分散结合真空抽滤技术，制备出玻璃纤维-细菌纤维素复合隔膜（GF-BC-50），其独特的交织网络结构可引导Zn²⁺
水平取向沉积，同时45 MPa的拉伸强度能有效抵御枝晶穿透。

Introduction
AZIBs因金属锌负极820 mAh g^?1
的高理论容量和?0.76 V vs. SHE的氧化还原电位备受关注。但锌负极的(002)晶面择优沉积导致垂直枝晶生长，传统玻璃纤维（GF）隔膜的孔隙不均和机械缺陷（<20 MPa）加剧了这一现象。相较之下，细菌纤维素（BC）的纳米纤维网络具备优异亲水性和100%纤维素纯度，但纯BC隔膜因致密结构仅能维持450小时循环。

Results and discussion
GF-BC-50隔膜通过氢键交联形成三维通道，同步实现：1）离子电导率提升至12.5 mS cm^?1
；2）Zn²⁺
迁移数达0.68；3）诱导锌沿(100)晶面平行沉积。原位光学显微镜显示，该隔膜使锌沉积过电位降低至28 mV，有效抑制局部pH波动引发的析氢反应。X射线衍射证实，循环后锌负极表面Zn(002)峰强度降低83%，而(100)晶面占比提升至76%。

Conclusion
这种材料设计策略突破了传统隔膜"高离子传导-弱机械强度"的权衡效应，GF-BC-50隔膜在10 mA cm^?2
高电流密度下仍保持360小时循环，其性能优于已报道的银纳米线改性Janus隔膜（1000小时@80 mA cm^?2
）和天然水滑石涂层隔膜（2280小时@1 mA cm^?2
）。研究为开发兼具经济性和可靠性的AZIBs隔膜提供了新思路。