準(zhǔn)固態(tài)鋅離子電池（QZIBs）因其優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和高安全性而受到廣泛關(guān)注。然而，較差的離子傳導(dǎo)能力、嚴(yán)重的枝晶生長(zhǎng)和副反應(yīng)阻礙了它們的商業(yè)化。調(diào)節(jié)Zn2+的溶劑化結(jié)構(gòu)是解決這些問(wèn)題的有效方法。近日，四川大學(xué)張千玉通過(guò)四甲基脲（TMU）添加劑和聚乙烯醇（PVA）基質(zhì)的組合設(shè)計(jì)了一種具有調(diào)節(jié)溶劑化結(jié)構(gòu)的水凝膠電解質(zhì)（HE-RS）。
本文要點(diǎn)：
1) TMU的親水性-C═O基團(tuán)與PVA鏈具有很強(qiáng)的親和力，提高了PVA基質(zhì)的強(qiáng)度。TMU兩端的-N（CH3）2基團(tuán)具有很強(qiáng)的疏水性，導(dǎo)致局部疏水性和水活性降低。
2) 此外，PVA和TUM上豐富的含氧（電負(fù)性）基團(tuán)可以吸附Zn2+，并為Zn2+的轉(zhuǎn)移提供位點(diǎn)。得益于這些優(yōu)點(diǎn)，Zn2+的溶劑化結(jié)構(gòu)和沉積行為得到了調(diào)節(jié)。因此，具有HE-RS的Zn||Zn對(duì)稱(chēng)電池具有超過(guò)2000小時(shí)的穩(wěn)定循環(huán)壽命。此外，基于HE-RS的Zn|| NH4V4O10電池在2 A g?1下循環(huán)1000次后，容量保持率為96.4%。
Hao Tian et.al Hydrogel Electrolyte with Regulated Water Activity and Hydrogen Bond Network for Ultra-Stable Zinc Electrode Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403683
https://doi.org/10.1002/aenm.202403683
