使电池变“柔软”？功能性水凝胶电解质有助于开发新式锌离子电池

近来，中科院中科院合肥研讨院固体所胡林华教授团队与石家庄学院季登辉教授团队协作，研制出一种功能性水凝胶电解质。它可以使锌离子电池在更广泛的温度规模内（-20°C 至60°C）完成杰出的机械安稳性，使用场景更广泛，具有更大的电池容量。该研讨结果于2022年1月13日宣布在世界闻名期刊《化学工程杂志》上。

水性锌离子电池具有成本低、安全功能高级长处，具有杰出的远景，是传统锂离子电池的可替代品。与传统电池比较，用于锌离子电池的水凝胶电解质有助于防火和避免走漏，可进步电池的安全功能。但在极点条件下，如温度较低或较高时，水性电池仍存在安稳性缺乏、功能差等缺陷。

关于电池的电解质来说，温度是一个关键问题。为了处理这个难题，研讨小组规划了一种功能性水凝胶电解质，它由水、甘油、乙腈、硫酸锌，以及丙烯酰胺（AM）和N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）构成的聚合物组成。聚丙烯酰胺（PAM）构成了水凝胶电解质的三维骨架，锌盐则是电池中锌的来历。

这种聚合物增加了其自身与水分子间的氢键份额，而降低了水分子与水分子间氢键的份额。键协效果的调理降低了低温结冰和高温蒸腾的可能性，有利于扩宽电池作业的温度规模。

功能性水凝胶电解质的另一个长处是具有高柔韧性，以此为基础制造的电池具有很好的机械安稳性。在这项研讨中科学家们发现，在不同的曲折视点下， 电池的电压仍旧坚持安稳。

此外，选用该水凝胶电解质的电池具有高循环安稳性（Zn//Zn 电池安稳循环超越 3000 小时）以及优异的电化学功能（在5A·g-1下循环10000圈，容量为185 mAh·g-1，坚持率为88%）。

这种多功能凝胶电解质，为开发高功能的锌离子电池规划供给了新的思路。