自分層液態電極電池是一種用于大規模能源存儲的有希望的解決方案，旨在減輕可再生能源間斷性對電網的影響。

然而，傳統的自分層液態電極電池體系在材料成本、電池效率和嚴格的操作條件方面面臨限制，這阻礙了它們的廣泛部署。盡管持續進行研究以改善電化學性能，但防止液層間交叉污染和建立連貫的離子導電網絡的挑戰仍然存在，限制了它們的進一步發展。

基于上述分析，南京大學馬晶教授、金鐘教授團隊利用咪唑基離子液體系統開發自分層水相Zn-I和Zn-Br電池。

具體來說，研究人員通過水介質中的自發結合過程合成了1-乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰亞胺)([EMIm][NTf₂])離子液體。

隨后，在添加[EMIm][NTf₂]離子液體陽離子源的同時引入了還原活性的碘或溴物種。

這些引入的鹵素物種被保留在[EMIm][NTf₂] IL相中，生成最終含鹵素[EMIm][NTf₂] IL的電極溶液。

由于[EMIm][NTf₂] IL相與水相之間有限的互溶性，形成了自分層堆疊結構，從而確保了系統穩定性。

值得注意的是，[EMIm][NTf₂] IL表現出對鹵素物種提取能力，并將其保持在[EMIm][NTf₂] IL相中，防止電池內部的交叉污染。研究人員通過使用這種基于[EMIm][NTf₂]離子液體的水系雙相結構開發了無隔膜自分層的鋅-鹵素電池。

這些電池展現出高倍率性能，在深度充放電狀態下工作電流密度增加十倍后，容量保持率分別為76.9%（鋅-碘電池）和93.8%（鋅-溴電池）。此外，這些電池的能效為92.8%（鋅-碘電池）和82.5%（鋅-溴電池），比現有液體電極電池研究的基準（大約80%）要優越。

重要的是，自分層水系雙相鋅-鹵素電池體系表現出長循環穩定性和固有的防火性，使其成為電網連接能源存儲應用的有利候選者。