水凝膠電解質因具有豐富的離子傳輸通道、機械穩定性和固有安全性，在柔性鋅離子電池（FZIB）中得到了廣泛的發展。然而，傳統水凝膠電解質中的單離子調控仍然是一個巨大的挑戰，無法有效抑制鋅枝晶的生長和副反應的發生，導致FZIBs的性能水平有限。
為了解決這個問題，貴州大學Jun Huang，Haibo Xie，南昌大學Yiwang Chen通過整合聚丙烯酰胺（PAM）網絡和羧化多壁碳納米管（MWCNT），在精心設計的水凝膠電解質中建立了獨特的電子/離子雙調控機制，以獲得高性能和穩定的FZIBs。
文章要點
1）PAM鏈內帶負電荷的羰基和MWCNT的高電導率觸發了相關的協同調控機制，從而為高度可逆的鋅負極實現了均勻的離子/電子場。
2）因此，精心設計的水凝膠電解質在室溫下具有較高的 Zn2+ 離子遷移數 0.712 和較高的離子電導率 22.02 mS cm-1，以及較高的電池性能，包括較高的庫侖效率 98.2%，使用壽命超過 3600 小時，以及柔性 Zn//MnO2 軟包電池的卓越機械/電化學穩定性。
這種挑戰傳統水凝膠電解質和水性 Zn 化學的電子/離子雙重調節策略可能為構建更好的 FZIB 及其他領域開辟一條新途徑。
參考文獻
Fusheng Luo, et al, Hydrogel Electrolyte with Electron/Ion Dual Regulation Mechanism for Highly Reversible Flexible Zinc Batteries, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE03067B.
