近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所能源材料與器件研究部研究員胡林華團隊和石家莊學院教授季登輝合作，開發出一種機械性能優異、離子電導率高和具有寬操作溫區（-20—60℃）的功能性水凝膠電解質，并研究了其在水系鋅離子電池中的應用性能。
水系鋅離子電池具有安全、成本低、環保、資源豐富且電化學特性優異等優點，被認為是有前景的儲能器件。但該類電池常用的液體電解液具有析氫析氧等副反應，同時還有較差的高低溫性能和泄露的危險。凝膠電解液是由水和聚合物基質組成的網絡結構體系，既能抑制副反應的發生，也能防止泄露，是有發展前景的水系電解質。
基于此，研究團隊開發了一種機械性能優異、離子電導率高和具有寬操作溫區（-20—60℃）的功能性水凝膠電解質。由該水凝膠制備的鋅離子電池具有穩定的循環性能（循環超過3000 h）、優異的電化學性能（在5 A/g下循環10000圈，容量為185 mAh/g）和高可逆的鋅嵌入/脫出（庫倫效率達到99.5%），在-20—60℃的溫度條件下，具有很好的穩定性和高的容量。此外，這種功能性水凝膠具有很好的拉伸、扭曲、壓縮和吸附性能，使其具有制備柔性儲能器件的潛力。以此水凝膠為基礎制備的柔性軟包電池具有很好的機械穩定性，在不同的彎曲角度下仍能保持穩定的電壓和容量。這種多功能凝膠電解質為開發高性能可充電水系鋅離子電池提供了一種策略。
相關成果以“-20—60℃下無枝晶水系鋅離子電池用鍵調節水凝膠電解質”為題，發表在Chemical Engineering Journal 上。研究得到合肥研究院院長基金支持。
鍵調節水凝膠的作用機理示意圖
