钱涛/周金秋/曹宇锋AFM:温度自调节水凝胶助力安全锌离子电池!

本文报道了一种自适应温度调节水凝胶电解质(TRHE)。

采用水系电解质的锌离子电池(ZIBs)在业界引起了广泛关注。然而,在恶劣的条件下,ZIBs内部会积累极高的热量,这不可避免地会导致热失控风险。因此,可充ZIBs的实际应用受到了极大的限制。

南通大学钱涛、周金秋、曹宇锋等报道了一种自适应温度调节水凝胶电解质(TRHE)。

钱涛/周金秋/曹宇锋AFM:温度自调节水凝胶助力安全锌离子电池!

图1. 温度调节水凝胶电解质的组成和温度调节机制

具体而言,作者通过将具有吸热效应的相变链整合到琼脂糖骨架中,设计了一种具有新型温度调节功能的水凝胶电解质,以防止ZIBs的热失控而不影响其电化学性能。由于独特的热自调节特性,TRHE可以及时有效地缓解热冲击下电池内部产生的热量和压力。

钱涛/周金秋/曹宇锋AFM:温度自调节水凝胶助力安全锌离子电池!

图2. TRHE的热性能表征

此外,由此产生的TRHE具有改善的离子动力学和出色的缓解ZIBs紧迫问题的能力,包括枝晶抑制、锌腐蚀和析氢,因此,可以显著促进高度稳定的锌沉积/剥离行为和良好的全电池的循环性能。总体而言,TRHE因其出色的温度调节性能和电化学性能,为构建安全、高能量密度的ZIBs提供了机会。

钱涛/周金秋/曹宇锋AFM:温度自调节水凝胶助力安全锌离子电池!

图3. NVO//Zn电池的电化学性能

Developing Thermoregulatory Hydrogel Electrolyte to Overcome Thermal Runaway in Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202206653

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