随着可穿戴技术发展,柔性锌空气电池因高能量密度与安全性备受关注。鉴于传统碱性电解液在抗CO2及防腐蚀方面的局限性,中性电解质体系成为了研究热点。然而,该体系在电导率及动力学性能上存在的不足,使得如何构建一种集高离子传导、优异氧渗透、强界面粘附与机械柔韧性于一体的新型电解质,成为解决其实用化难题的关键所在。
本研究通过Fe³⁺离子配位及β-环糊精氢键的协同作用,将N-羧乙基壳聚糖与PAA进行融合,成功构建出一种具备三维物理交联网络结构的PFCD中性聚合物水凝胶电解质。其集成了高机械强度(断裂伸长率1600%)、强界面粘附(50 kPa)、快速自修复(99%)、高离子电导率(113.2 mS cm⁻¹)与高氧渗透性(4.1 Barrer)等多重功能,并有效抑制锌枝晶及抗CO₂。该研究凭借卓越的综合性能,从根本上解决了柔性中性锌空气电池长期面临的界面适配与结构稳定性难题,处于行业领先水平。
该成果以“A Unified Polymer Hydrogel Electrolyte Integrating Robust Adhesion, Self-Healing, and Oxygen Permeability in Flexible Neutral Zn-Air Batteries”为题发表于《AdvancedMaterials》。化工学院廖开明教授和邵宗平教授为该论文通讯作者,2023级博士生孙振宇为第一作者。该研究得到了国家面上项目、省双碳科技创新专项、重点实验室探索课题等项目支持。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.73665
作者:化工学院;审核:眭国荣、徐志军