高传慧AEM: 具有 “双重保险” 机制的智能准固态电解质，用于实现柔性储能设备的热安全和自主运行

文章总结

热效应危机给储能设备的大规模应用带来了重大挑战。水凝胶电解质因其离子导电性和安全性，被视为这些应用中颇具前景的基质材料。这项工作展示了一种基于独特结构、具有双重热保险机制的准固态电解质，旨在实现能源设备的长期安全运行。第一层保护机制涉及嵌入基质中的微球以及水凝胶网络，它们会引发双连接效应，并能针对热量积聚迅速做出响应，加速从亲水状态到疏水状态的转变。这一过程会迅速关闭离子传输通道。作为对这一机制的补充，水的蒸发进一步阻碍了离子迁移，从而形成了第二层热保险机制。由于水凝胶网络具有热可逆性，设备在冷却后能够恢复初始容量。此外，电解质的再生行为能动态调节基质的含水量，确保离子传输能力得以恢复。理论模拟和实验表明，所设计的水凝胶电解质可提供广泛且可调节的温度保护范围。值得注意的是，这种热可逆保护能够多次重复进行，且不会影响电化学性能，有助于实现设备的自主运行。所制备的水凝胶还展现出了自修复能力和机械柔韧性，从而提高了具有自热保护功能的储能设备的耐用性。

图文简介

具有双重保险的水凝胶电解质自热保护示意图

可逆热敏水凝胶电解质的组成与基本性质

热敏水凝胶电解质的相变机制分析

热敏水凝胶电解质的相变机理分析

含凝胶微球的水凝胶电解质在不同温度下的相变特性

基于水凝胶的超级电容器的机械柔韧性评估

论文信息

通讯作者：Chuanhui Gao

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