曲良体/张志攀/赵扬EnSM：-20°C下可自修复的锌离子电池

自修复水系电池可以提高其使用寿命，并解决室温下大变形期间设备故障引起的安全问题。在低温（例如-20°C）下，它们通常会失去大部分电化学性能和自愈功能，因为水系电解质中的水分子不可避免地会冻结。

清华大学曲良体、北京理工大学张志攀、赵扬等采用一种简单有效的方法，通过丙烯酰胺单体在水/乙二醇溶液中的原位聚合制备了抗冻自修复聚电解质（AF-SH-CPAM）。

图1 AFSH-CPAM聚电解质的制备工艺、自修复特性及抗冻性能

在AF-SH-CPAM中，乙二醇通过抑制水分子结冰和动态调节聚合物链与水之间的分子相互作用，同时实现聚电解质的防冻和自修复性能。以这种聚电解质为基础，以喷金碳纳米管/聚苯胺薄膜为正极、锌箔为负极，首次制备了在-20℃下工作的自修复锌离子电池。

图2 AF-SH-ZIB在室温下的电化学性能

该电池在室温下可提供233.9 mAh g^-1的高比容量，超过了目前所报道的水系锌/聚苯胺电池的容量。更令人印象深刻的是，它还显示出突出的自愈性，在-20°C 3次切割/自愈循环后容量保持率高达90.4%，实现了水系电池低温自愈功能的突破。

图3 AF-SH-ZIB优异的低温自愈能力

A Self-healing Zinc Ion Battery under -20 °C. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.004

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