Adv. Mater.：自愈/高拉伸/耐环境/粘附的全范围水凝胶电解质

文章来源：北科新材浏览次数：3534时间：2021-02-02 QQ学术交流群：1092348845

一、文章概述

柔性储能设备处于下一代电源的最前沿，其中最重要的组件之一就是凝胶电解质。然而，对于当前所开发的水凝胶电解质而言，或多或少存在缺点。本文以棉花为原料，原硅酸四乙酯为交联剂，甘油为抗冻剂，开发了一种简便、经济的方法来构建全方位的水凝胶电解质。所获得的水凝胶电解质具有高离子电导率、优异的机械性能（例如高拉伸强度和弹性）、超低凝固点、良好的自愈能力、高附着力和良好的耐热性。值得注意的是，与以前报道的用于水性锌离子电池的电解质相比，这种水凝胶电解质在-40℃时可提供创纪录的高19.4mS/cm的离子导电率。此外，这种水凝胶电解质可在-40至60℃的温度范围内显着抑制锌枝晶生长和寄生副反应。借助这种水凝胶电解质，组装了柔性准固态Zn-MnO²电池，该电池在−40至60℃的温度下具有出色的能量密度。该电池还具有出色的循环耐久性，并且在各种恶劣条件下均具有很高的耐久性。这项工作为水凝胶电解质的开发提供了新的机会。

二、图文导读

图1、a）水凝胶电解质的合成示意图。

b）存储在玻璃瓶中的照片。

c-e）在不同状态下模压成所需形状的照片。

f）在-40℃下扭曲膜的照片。

图2. a-c）冷冻干燥的SEM图像。

d）DSC曲线和e）离子电导率值。

f）防冻水凝胶电解质的离子电导率

g）拉伸σ-ε曲线。

h）原始和自愈的拉伸σ-ε曲线。

i）将这两种成分部分粘合在一起后，试图从薄膜上剥离锌箔的照片。

图3.a）CT3G30在3Ag^-1和不同温度下的电池循环性能。

b）在20℃下和c）在-40℃下，循环前，1次循环后和2000次循环后，装有CT3G30的电池的Nyquist图。

d）在-40℃和0.5Ag^-1的条件下，带有CT3G30的电池的容量演变：在正常状态下和弯曲下。

e）用CT3G30用三节电池串联的手机充电演示。

f）当电池浸入沸水中时，用一枚CT3G30电池为电子钟供电演示。

三、论文信息

Realizing an All-Round Hydrogel Electrolyte toward Environmentally Adaptive Dendrite-Free Aqueous Zn-MnO² Batteries

Advanced Materials (IF=27.398)

Pub Date : 2021-01-29

DOI: 10.1002/adma.202007559

Minfeng Chen; Jizhang Chen; Weijun Zhou; Xiang Han; Yagang Yao; Ching‐Ping Wong

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