支春义AM：实现14500次循环锌/钾混合电池的完全活化和相变

铁氰酸盐被认为是锌和锌混合电池的优良正极材料，特别是普鲁士蓝类似物(PBA)。然而，PBA的发展受到容量小(<70mAhg^-1)和寿命短(<1000个循环) 的阻碍。

在此，香港城市大学支春义教授团队通过富含OH的水凝胶电解质实现了完全活化、相转变Kfemnhcf用于Zn/K混合电池，并实现了14500次稳定循环。首先，该工作采用聚丙烯酰胺@D(+)-葡萄糖一水合物(PAM@DM)制备了富含羟基的水凝胶，由于含有大量-OH官能团的DM的存在使其亲水性增强。

此外，将乙二醇(EG)与溶液电解液(1M KSO₃CF³⁺1M Zn(SO₃CF₃)₂)混合，制备了PAM@DM水凝胶电解质(EG PAM@DM)。PAM@DM非常适合用于组装的ZKHBs水溶液，表现出优异的性能。

图1. 活化C-配位铁和相变Kfemnhcf

具体而言，该工作以PBA为正极，采用低成本、富含羟基的水凝胶电解液和扩展的电化学ESW组装水系锌钾混合电池。电池表现出优异的电化学性能：14500次超长寿命，在2.66Ag^-1倍率下的高比容量约100mAhg^-1，大的面积容量约1.8mAhcm^-2，高放电平台1.7V-1.9V。

这些结果归因于富OH水凝胶电解液的三个特性：(1)基于水凝胶电解液的扩展ESWs；(2) Kfemnhcf在富含OH的水凝胶电解液中完全相变，保持了稳定的晶体结构；(3)水凝胶电解液的粘附性强，抑制了正极材料的脱落/溶解，富含-OH基团使金属离子容易去溶剂化，导致高度可逆的嵌入/脱嵌。因此，该工作开发的低成本水凝胶电解质充分促进了PBAS的活性中心，并增强了离子在PBAS中的解溶和扩散，以实现高容量、高稳定的电压平台和卓越的循环性。

图2. 电化学性能

Completely Activated and Phase-Transformed Kfemnhcf for Zn/K Hybrid Batteries with 14500 Cycles by an OH-rich Hydrogel Electrolyte, Advance Materials DOI:10.1002/adma.202304878

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