功能性水凝胶电解质的问世有助于开发可充电水基锌离子电池

2月21日，记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院固体所能源材料与器件研究部胡研究员与石家庄大学纪教授合作，开发出一种力学性能优异、离子电导率高、工作温度范围宽(-20-60)的功能性水凝胶电解质，并研究了其在水基锌离子电池中的应用性能。相关研究成果近日发表在国际知名期刊《化学工程杂志》上。

水基锌离子电池具有安全、低成本、环保和优异的电化学特性，被认为是一种很有前途的储能装置。但这类电池普遍使用的液体电解质存在析氢、析氧等副反应，而且高低温性能差，有泄漏的风险。凝胶电解质是由水和聚合物基体组成的网络结构体系，既能抑制副反应的发生，又能防止渗漏。它是一种有前途的水性电解质。

基于此，研究团队开发了这种功能性水凝胶电解质。由该水凝胶电解质制备的锌离子电池具有超过3000小时的稳定循环性能、优异的电化学性能和高可逆的锌嵌入/脱嵌，库仑效率为99.5%。在-20—60的温度下，具有良好的稳定性。此外，这种功能性水凝胶电解质具有良好的拉伸、扭转、压缩和吸附性能，使其具有制备柔性储能器件的潜力。基于该水凝胶电解质的柔性柔性电池具有良好的机械稳定性，在不同弯曲角度下仍能保持稳定的电压和容量。

这种功能性水凝胶电解质为开发高性能可充电水基锌离子电池提供了一种有前途的策略。