低界面离子转移动力学和固态电解液的结构不稳定性严重制约了柔性锌-空气电池（ZABs）工作寿命和能量密度。

近日，山东大学尹龙卫教授，王儒涛教授针对高性能柔性ZABs，通过电化学沉积、原位生长、聚合物渗透、交联、阳极和凝胶聚合物电解质(GPE)相结合的方法，制备了一种优化的电极-电解液一体化MXene/锌层双氢氧化物(LDH)阵列@PVA结构。

文章要点

1）高取向的CONI-LDH阵列与聚乙烯醇(PVA)链充分交联，有效地降低了PVA聚合物的结晶度，并提供了快速的离子扩散通道来降低离子传输势垒，赋予LDH-阵列@PVA GPE显著改善的离子导电性、保水能力和机械柔韧性。

2）此外，优化的MXene/ZnLDH阵列@PVA负极-GPE集成界面表现出良好的界面相容性和稳定性，有效地降低了界面阻抗，促进了界面离子转移动力学，促进了均匀的锌沉积，而不会形成枝晶。

3）实验结果显示，优化的离子转移动力学和稳定的负极-聚乙烯界面使MXene/ZnLDH阵列@PVA基柔性ZABs具有长达50 h的循环寿命和92.3 mW cm⁻²的高功率密度。

这项研究所提出的合理设计的原位交联和集成策略为高性能柔性ZABs的设计提供了启发。

参考文献

Xiaobin Hui, et al, In Situ Integrating Highly Ionic Conductive LDH-Array@PVA Gel Electrolyte and MXene/Zn Anode for Dendrite-Free High-Performance Flexible Zn–Air Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201393

https://doi.org/10.1002/aenm.202201393