微型化、集成化、柔性化是未来消费类电子产品的发展趋势,这对储能器件的能量密度、安全性、结构可塑等提出较苛刻要求。基于金属锌的水系储能电池由于其低成本、高安全性和体积能量密度近些年引起研究者广泛关注。锌负极的枝晶、钝化、腐蚀以及正极活性材料的利用率与循环可逆性等科学瓶颈严重限制了该类电池的实用化。锌离子电解质的电化学稳定性和与电极材料兼容性是决定电池电化学性能的关键因素。一个主要的解决方向是采用凝胶态电解质,一方面,凝胶态电解质可以充当电解质和隔膜,有利于提高体积能量密度;另一方面,有效地改善电极的稳定性和电池的循环性能,同时拓展在柔性储能中的应用。目前,开发具有高离子电导率、优异机械性能和宽温度适应性的锌离子凝胶电解质是目前研究的热点工作。本论文基于明胶天然高分子基体开展了一系列工作,主要的研究内容和研究成果如下:（1）稳定化明胶电解质-电极界面设计与高安全性固态Zn-Li Mn₂O₄电池性能研究:借助于明胶独特的热可逆性,通过涂覆在电极表面的明胶电解质原位凝胶,组装了电极、电解质紧密接触的固态锌离子电池。锌在液态电解液和明胶电解质中的电化学测试结果显示,在固态电解质中锌腐蚀明显减小,对称电池能够稳定循环超过1200 h。相比于液态的Zn-Li Mn₂O₄电池,固态电池的自放电显著降低,循环稳定性也大大改善。此外,其经过一系列极端测试,表现出优异的安全性和柔性以及在柔性可穿戴设备应用的巨大潜力。（2）无机盐增强锌离子固态电解质及在高稳定锌离子电池中的应用:除了热可逆性,明胶还具备Hofmeister效应,无机盐溶液对其性质有显著影响。在不同浓度无机盐溶液中浸泡制得明胶电解质隔膜（GSE-x）,随着浸泡液浓度增加,明胶电解质的水含量降低、机械强度和热稳定性提高。其中,GSE-2.5具有均衡的电导率(8.95 m S cm^?1)、力学强度（2.78 MPa）和热稳定性（54.5°C）,组装的Zn对称电池和Zn-Mn O₂全电池表现出优异的电化学性能。此外,固态电池具有超高的安全性和恶劣环境（剪切、弯曲、浸泡、锤击和穿孔）下的稳定性。（3）无机盐浸泡协同增强的超稳定明胶/海藻酸钠复合凝胶电解质:基于明胶在硫酸盐溶液中的Hofmeister效应以及多价阳离子交联海藻酸钠的协同作用,制备出机械性能好、热稳定性和电导率高的双网络复合凝胶电解质。研究结果表明复合凝胶的热稳定性高于明胶单凝胶,并且随着海藻酸钠溶液的含量增加,其电导率逐渐升高,力学强度降低。其中G₂A₃具有适宜的离子电导率(7.55 m S cm^?1)和力学强度（1.4 MPa）,使得锌离子沉积库伦效率高、可逆性好。此外,相比于G₅A₀和G₃A₂,采用G₂A₃的固态Zn-Li Fe PO₄电池具备优异的倍率性能和循环稳定性。（4）防冻明胶有机水凝胶电解质在柔性耐低温水系锌离子电池中的应用:采用抗冻二元溶剂体系（乙二醇/水）,设计了一种稳定的耐低温明胶有机水凝胶电解质（GOHE）。该电解质在低温下（?20°C）电导率明显高于明胶水凝胶电解质（GOHE-0）,GOHE-0在?20°C时电导率仅为0.61 m S cm^?1。不同温度下的电化学测试结果表明,组装的Zn/GOHE-2/Zn对称电池从25°C到?20°C能够稳定循环,而基于GOHE-0的Zn对称电池在?20°C过电压急剧增大。相比于Zn/GOHE-5/LFP,Zn/GOHE-2/LFP全电池在?20°C具有优异的倍率性能和循环稳定性,在200 m A g^?1电流密度下5000次循环容量保持率93.6%。