南大张晔AM：首个完全基于水凝胶的组织状超软电池！

为开发可穿戴和植入式生物电子设备，以适应动态和不均匀的生物组织，并减少不期望的免疫反应，采用机械性能与组织匹配的电池作为电源至关重要。然而，由于成分（例如金属、碳材料、导电聚合物或复合材料）的高杨氏模量，现有电池无法达到组织的柔软度。因此，组织状软电池的制备仍然是一个挑战。

南京大学张晔等报道了首个完全基于水凝胶的组织状超软电池。

图1 全水凝胶电池的结构和工作机理

利用界面干交联策略，获得了具有优异导电性和高界面电荷转移效率的集成电池结构。该策略代表了实现具有高电化学性能的超软电池的通用且有效的方法。在0.5 A·g^-1的电流密度下，全水凝胶锂离子电池的比容量为82 mAh·g^-1，全水凝胶锌离子电池的比容量为370 mAh·g^-1。

图2 全水凝胶电池的制备与结构表征

同时，超软电池表现出80 kPa的杨氏模量，与生物组织的机械性能完美匹配。此外，作者在可穿戴和植入式应用中证明了该全水凝胶电池的高稳定性和生物相容性。

这项工作为设计具有匹配机械性能的可穿戴和可植入电子设备的电源开辟了道路。

图3 全水凝胶电池的电化学性能

A Tissue-like Soft All-hydrogel Battery. Adv. Mater. 2021. DOI：10.1002/adma.202105120.

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