南开牛志强Angew.: 自愈式集成一体化锌离子电池--水凝胶电解质
Yolerz Yolerz 2019-01-31

锌离子电池(ZIB)的自我修复不仅可以提高设备的耐用性,延长使用寿命,还可以减少电子废弃物和经济成本,但设计所需的电解质和装置满足自愈ZIB的需求仍然是一个挑战。


在适当条件下制备的聚乙烯醇(PVA)基水凝胶一旦受损就会自动自愈,这是由于PVA链段中的大量羟基侧基和O-H∙∙∙O氢键所致。此外,PVA是一种常用于凝胶电解质的常用聚合物。因此,如果可以通过合适的策略将Zn离子物质引入PVA水凝胶基质中,则可以实现ZIB的自愈合凝胶电解质。

 

受此启发,南开大学牛志强课题组通过简便的冷冻/解冻策略制备聚乙烯醇/三氟甲磺酸锌--PVA/Zn(CF3SO3)2水凝胶电解质。该水凝胶具有优异的离子电导率和稳定的电化学性能。最重要的是,这种水凝胶电解质可以通过氢键自主地自愈而不需要任何外部刺激。此外,由于该水凝胶的制备是将液体转化为准固态的过程,因此可以通过将正极,隔膜和负极结合到水凝胶基质中来组装一体化集成ZIB。最终得到的ZIB仍然具有出色的自我修复能力,即使在几次切割/愈合循环后也能完全恢复电化学性能。它为制造各种自修复电池提供了广阔的前景,可用作可穿戴电子设备中的可持续能量存储设备。


Zhiqiang Niu, Shuo Huang, Fang Wan, Songshan Bi, Jiacai Zhu, Jun Chen, A Self‐Healing Integrated All‐in‐One Zinc‐Ion Battery. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201814653

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201814653

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