AFM：结构复合水凝胶电解质用于柔性耐用锌金属电池

水凝胶电解质由盐离子、水溶剂和三维聚合物网络组成，既是电解质，又是隔膜。水凝胶电解质可替代目前在水系锌金属电池（AZMB）中使用的液态电解质/隔膜材料，因而备受关注。

图1. 结构复合水凝胶的设计与制备

成均馆大学Ho Seok Park、Jaeyun Kim等设计了一种结构复合水凝胶电解质，它通过在聚合物基质中加入分级氧化铝微孔，可获得高机械强度、刚度、硬度、热导率和大介电常数。

研究显示，该水凝胶电解质同时实现了机械坚固性和快速的锌离子传输，从而实现了均匀的锌沉积，且无明显的枝晶生长和传播。此外，该电解质的快速散热能力也证明了AZMB电池有效热管理的潜力。

图2. 结构化复合水凝胶的表征

因此，采用设计电解质的Zn||Zn对称电池在各种温度下都能表现出稳定的Zn沉积//剥离行为。Zn||聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-五氧化二钒（PVO）全电池在 25℃和-20℃分别具有356.9 Wh kg^-1和216.6 Wh kg^-1的高能量密度，并可在1000次循环中保持长期稳定性。

此外，具有高能量密度的软包Zn||PVO全电池在弯曲、折叠、轧制、切成两半或浸入沸水和冷冻水中时都能稳定工作。

图3. Zn||PVO全电池的性能

Structural Composite Hydrogel Electrolytes for Flexible and Durable Zn Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309048

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AFM：结构复合水凝胶电解质用于柔性耐用锌金属电池

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