天然聚合物水凝胶是用于锌离子电池（ZIBs）固体电解质的理想候选材料。它们具有安全、生物相容、机械坚固等特点。然而，大多数天然聚合物基水凝胶的离子导电性较差，尤其是在在零度以下的环境中，低温严重限制了它们的功能性。
近日，北京大学深圳研究生院Hang Zhou，中山大学黄媛助理教授报道了通过混合两种天然聚合物，瓜尔胶（GG）和海藻酸钠（SA），制备了一种具有高离子电导率（25.37 mS cm-1）的GG/SA复合水凝胶。
文章要点
1）与使用纯GG水凝胶电解质的锌离子电池相比，使用GG/SA复合水凝胶电解质的锌离子电池显示出优异的电化学性能（在0.15 A·g-1下，容量达到了354.9 mAh·g-1，在6 A·g-1下，容量达到了137.0 mAh·g-1，在1000次循环中容量保持率为91.52%）。
2）此外，为了将GG/SA水凝胶的温度应用范围扩展到零下温度区域，研究人员在GG/SA中引入乙二醇（EG）形成GG/SA/EG防冻水凝胶。结果显示，在温度在-20 ℃以下时，GG/SA/EG水凝胶保持高离子电导率（6.19 mS·cm-1），同时，由GG/SA/EG水凝胶电解质制成的锌离子电池表现出优异的低温放电性能，在0.1 A·g-1下的比容量为181.5 mAh·g-1。
本研究为开发具有高离子电导率和良好抗冻能力的天然聚合物基水凝胶电解质提供了新的途径。
参考文献
Jiawei Wang , Yuan Huang , Binbin Liu , Zixuan Li , Jiyan Zhang , Guoshen Yang , Pritesh Hiralal , Shunyu Jin , Hang Zhou , Flexible and Anti-Freezing Zinc-ion Batteries Using a Guar-gum/Sodium-alginate/Ethylene-glycol Hydrogel Electrolyte, Energy Storage Materials (2021)
10.1016/j.ensm.2021.06.034
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.06.034
