南方科技大学 刘吉/曾林 AFM: 用于柔性锌碘电池的分层结构和机械稳定性的水凝胶电解质

水凝胶电解质因其固有的强大保水能力和水凝胶网络的优越柔韧性，已在锌碘水电池（AZIB）中得到广泛应用。然而，基于水凝胶的AZIB仍然面临着离子传导性差、枝晶形成和相应的疲劳引起的损坏等挑战。在此，我们设计并制造了一种水凝胶电解质，它具有优先排列的多孔结构，Zn2+可迅速沿孔隙传输。用这种水凝胶电解质制造的AZIB在0.5 mA cm-2的条件下循环 1000 小时（500 次），表现出明显的循环稳定性。此外，由于水凝胶电解质网络的机械坚固性大大提高，在5 A g-1的条件下，经过27,000 个循环的充电/放电测试后，水凝胶电解质网络仍然保持完好无损，而且容量略有变化，超过了之前报道的大多数AZIB。这种基于水凝胶电解质的AZIB可作为可穿戴设备的柔性电源系统进行进一步探索，通过对表皮伤口的电刺激显著加速伤口愈合。这项研究揭示了锌基长寿命水系电池的水凝胶电解质设计，为可穿戴和植入设备的电源系统提供了巨大潜力。

图文简介

具有分层多孔结构的水凝胶作为AZIB的电解质

PVA/PAA/Zn水凝胶电解质的结构层次和力学性质

水凝胶电解质的离子导电性

锌/锌对称电池中的水凝胶电解质

基于水凝胶电解质的AZIB的电池性能

基于水凝胶电解质的AZIBs作为可穿戴电子设备用于伤口管理

论文信息

通讯作者：Lin Zeng, Ji Liu