构建用于柔性锌-空气电池（ZABs），具有安全、环保和本征氢氧化物离子导电性的固态电解质（SSE）至关重要，但也极具挑战性。
近日，滑铁卢大学陈忠伟教授，华南师范大学王新受钢筋混凝土结构的启发，首次通过将PDIL限制在坚固的3D多孔CCNF基体中，构建了一种具有高度柔性、OH导电的层次型纳米结构CCNF-PDIL SSEs，用于可充电和柔性固态ZABs。
文章要点
1）得益于丰富的离子传导通道、结实的三维CCNF骨架和较强的非共价相互作用，以及CCNF和PDIL链的高度亲水性， CCNF-PDIL SSE具有超高的OH-电导率、机械稳定性、高吸水率和良好的保持性等综合性能，这使得所制造的ZABs具有优异的电化学性能。采用CCNF-PDIL SSE组装的柔性固态ZABs具有较高的放电电压、135 mW/cm2的峰值功率密度、775mAh/g的比容量和240小时的超长循环时间，远远高于商用A201和传统的PVA电池，也超过了最先进的固态电池。
2）在苛刻的弯曲条件下，制成的固态电池的性能没有衰退，这表明其作为柔性电子产品的电源具有巨大的潜力。此外，通过分子动力学模拟，研究人员深入揭示和可视化了CCNF-PDIL单晶的纳米结构和相应的OH-传导机理，为设计高导电性的用于电池的SSEs提供了理论依据。
这一使用天然生物材料和多功能离子液体制备SSE的新概念为开发安全、环保、灵活的固态充电电池提供了巨大的可能性。
参考文献
Mi Xu, et al, Hierarchically Nanostructured Solid-State Electrolyte for Flexible Rechargeable Zinc-Air Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202117703
https://doi.org/10.1002/anie.202117703
