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  近日，加州大學(xué)洛杉磯分校賀曦敏教授團(tuán)隊(duì)合成了適用于鋅離子電池的抗凍高強(qiáng)度凝膠電解質(zhì)。隨著能源存儲(chǔ)需求的不斷增長(zhǎng)，軟性電子設(shè)備和軟機(jī)器人需要能在極端條件下運(yùn)行的電池。這些設(shè)備需要抵抗各種機(jī)械沖擊、復(fù)雜形變和低溫環(huán)境。因此，作為電源組件的電池需要柔軟、靈活、抗沖擊和抗凍。開發(fā)新型軟電解質(zhì)材料成為關(guān)鍵，以確保在廣泛的溫度范圍內(nèi)維持高離子傳導(dǎo)性并保持電池穩(wěn)定性。水系鋅電池由于其固有安全性、環(huán)保性和低生產(chǎn)成本而受到極大關(guān)注。準(zhǔn)固態(tài)水凝膠電解質(zhì)具有良好的抑制泄漏、抑制樹突生長(zhǎng)和抑制危險(xiǎn)副反應(yīng)能力，同時(shí)保持高靈活性。盡管已通過(guò)添加有機(jī)溶劑或濃縮鹽、聚合物改性等方法開發(fā)出抗凍水凝膠電解質(zhì)，但仍面臨一些挑戰(zhàn)，如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和質(zhì)量傳輸性能的平衡。

圖1. 通過(guò)共非溶效應(yīng)和鹽析效應(yīng)相互配合，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度抗凍水凝膠電解質(zhì).

圖2. 鹽析與共非溶效應(yīng)的協(xié)同作用

圖3.  Zn||PVA-416||PANi電池的電化學(xué)性能。

圖4.  由具有優(yōu)異機(jī)械和熱穩(wěn)定性的水凝膠電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)的耐用軟包電池。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202211673

  該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于水凝膠力學(xué)及結(jié)構(gòu)調(diào)控的進(jìn)展之一。在過(guò)去的幾年中，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列關(guān)于共溶劑效應(yīng)（Adv. Mater. 2021, 33, 2008235；Adv. Mater. 2021, 33, 2005906；EcoMat. 2021; 3:e12085）和“鹽析”效應(yīng)（Nature 590, 594 (2021)；Adv. Mater. 2021, 33, 2007829；NPG Asia Materials, 14, 65 (2022)；iScience, 24, 9, 102989, 2021）的研究。