电子科技大学AFM:由亲锌坚韧的双网络水凝胶电解质实现柔韧耐用的米长的纤维形锌离子电池

柔性纤维状水系锌离子电池(FAZIBs)因其本征安全性和生物相容性,在下一代便携式和可穿戴电子产品中展现出巨大潜力。

然而,锌纤维负极的使用寿命有限,严重阻碍了FAZIBs的发展。高曲率的锌纤维负极具有不均匀的局部电场,会加剧腐蚀、枝晶生长以及反复弯曲或拉伸造成的机械损伤,从而缩短设备的使用寿命。

基于此,2024年3月11日,电子科技大学程建丽/王斌等人在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Flexible and Durable Meter-Long Fiber-Shaped Zn-Ion Battery Enabled by Zincophilic, Tough Double-Network Hydrogel Electrolytes》的研究论文。

在此,研究人员提出了一种具有双网络结构和强粘附界面的亲锌、耐用的PAAm/SA水凝胶聚合物电解质(GPE),以增强Zn2+的扩散和电场均匀性,有效抑制枝晶形成和寄生副反应。

这一创新使得能够制造出机械性能坚韧、性能优异的FAZIBs。研究证明,锌纤维在2 mA cm−2和3 mAh cm−2条件下可稳定进行锌沉积/剥离超过2250小时,是传统水系电解液的28倍。在100厘米长的锌纤维对称电池中,可逆的锌沉积/剥离持续超过1900小时。采用所开发的GPE的锌纤维//二氧化锰FAZIB表现出卓越的循环稳定性,在6 C下经过1400次循环后仍具有80.7%的容量保持率。

该研究提出了一种新的策略,用于抑制锌纤维中的枝晶形成和副反应。

Flexible and Durable Meter-Long Fiber-Shaped Zn-Ion Battery Enabled by Zincophilic, Tough Double-Network Hydrogel Electrolytes, Advanced Functional Materials, 2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202500916

电子科技大学AFM:由亲锌坚韧的双网络水凝胶电解质实现柔韧耐用的米长的纤维形锌离子电池

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