ACS AMI：高导电性、优异机械性能和防冻性能的碱性双网水凝胶用于固态锌空气电池

先知报道

2020-02-29

为了开发先进的柔性和可穿戴电子设备，需要设计具有良好导电性、耐温性和良好机械性能的功能性电解质。有鉴于此，山东大学的Xinpei Gao，Liqiang Zheng等研究人员，设计了一种导电性高、力学性能和防冻性能优越的碱性双网络水凝胶，有望作为全固态锌空气电池的柔性电解质。

本文要点

1）该导电水凝胶由共价交联聚电解质聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾盐(PAMPS-K)和互穿甲基纤维素(MC)在浓碱溶液中组成。

2）共价交联PAMPS-K骨架和互穿MC链赋予水凝胶良好的机械强度、韧性、极快的自恢复能力和优异的抗疲劳性能。

3）浓缩的碱性溶液在水凝胶基质中具有极高的离子导电性(在25℃下为105 mS cm^-1)和优异的防冻能力。

4）水凝胶保留相当的电导率和合适的强度，以承受-20°C时的各种机械变形。

5）以PAMPS-K/MC水凝胶为柔性碱性电解质的全固态锌空气电池，其比容量(764.7 mAh g^-1)、能量容量(850.2 mWh g^-1)、循环稳定性和机械柔性具有可比性。即使在工作温度降至- 20℃时，电池仍具有具有竞争力的电化学性能。

参考文献：

Na Sun, et al. Alkaline Double-Network Hydrogels with High Conductivities, Superior Mechanical Performances, and Antifreezing Properties for Solid-State Zinc–Air Batteries. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.

DOI：10.1021/acsami.0c00325

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c00325