香港城市大学支春义课题组报道新的水凝胶电解质
2023-07-10 10:15:51 来源：面包芯语
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注：文末有本文科研思路分析
水系锌离子电池由于其高理论容量、安全性和可靠性，具有广阔的应用前景。然而，副反应的存在会显着降低电池的库仑效率和稳定性。伴随着柔性便携、可穿戴电子器件的快速发展。柔性水系电池由于具有安全无毒、容量高、制作简单等优点，逐渐成为开发柔性储能器件的主要研究对象。固态聚合物电解质和水凝胶电解质受到了广泛的关注。然而，大量的水通常存在于水凝胶中，这会导致差的电化学稳定性和易于发生的副反应。另一方面，由于无液体的特性和高的化学稳定性，固态聚合电解质是实现高稳定性的有效方法。然而，他们具有低的离子导电率以及高的界面阻抗，限制了在电池中的应用。
近日，香港城市大学支春义教授团队考虑到传统水凝胶和固态聚合物电解质的优点和缺点，以聚两性离子为骨架，设计了一种新的少水水凝胶电解质，既保持了水凝胶的高离子导电率，和固态聚合物的稳定性，又避免了各自的缺点。这种新的少水水凝胶分子设计基于具有特定离子传输通道的聚合物基体，巧妙的利用了水的润滑作用来实现高性能的表达。通过精细的分子结构设计，该水凝胶展现了拓宽的电化学窗口，高的离子电导率，和增强的水分子稳定性，制造的对电池实现了高度稳定和可逆的锌负极，同时该水凝胶展现出对不同基底高的粘附力，提供了牢固的界面黏附，对于获得柔性电池中稳定的界面至关重要。通过该策略即使在低的倍率下也可以实现锌普鲁士蓝电池好的循环寿命。为后续发展新型的水系电解质提供了思路。
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