近日,课题组在Journal of Materials Chemistry A期刊上发表题为Robust eutectic gel polymer electrolytes for high-performance zinc-ion batteries by solvent-exchange strategy的研究论文。
水系锌离子电池(AZIBs)凭借资源丰富、成本低廉、高安全性与环境友好等优势,在大规模储能领域展现出巨大应用潜力。然而,传统水系锌离子电池所采用的水凝胶电解质中含有大量游离水分子和水合锌离子,极易诱发析氢、腐蚀等副反应,并加剧锌枝晶不可控生长,导致电池循环稳定性差、寿命衰减迅速,严重制约其实际应用。采用深共晶溶剂(DES)替代传统水系介质,可有效降低体系水活性、抑制副反应与枝晶生长,是提升锌离子电池电化学稳定性的重要途径。然而,目前报道的深共晶凝胶聚合物电解质(EGPE)普遍存在内部结构均一性差、机械强度不足、力学性能难以匹配实际应用需求等关键问题,难以实现高稳定性、长寿命锌离子电池的构筑。
本研究提出了基于深共晶溶剂(DES)的溶剂交换策略,成功制备了力学性能优异的高强度深共晶凝胶聚合物电解质。该深共晶凝胶电解质具有良好的机械性能,抗拉强度达8.1 MPa,并且具有良好的宽温度适应性(−20 °C至60 °C)。组装的锌对称电池在0.5 mA cm−2下稳定循环超过3400小时。此外,基于该深共晶凝胶电解质组装的锌//聚苯胺(Zn//PANI)电池在3 A g−1下循环10000次后,容量保持率高达79.4%,表现出优异的长循环稳定性。该工作通过简便高效的溶剂交换策略实现高性能共晶凝胶电解质的可控构筑,为开发适用于极端工况、高机械强度的凝胶电解质提供了新思路,对推动高性能锌离子电池的发展具有重要意义。
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材化学院 2023 级硕士研究朱正阳为第一作者,课题组李勇进教授和博后沈洁清为共同通讯作者。此项工作受到了国家自然科学基金(Nos. 52503030, U21A2092, 52303079, 和 U22A20248),浙江首高层次人才专项支持计划(2022R51008),杭州师范大学科研创新团队项目(No. TD2025004)的资助。
文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ta/d6ta00782a

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