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研究概述
Angewandte Chemie International Edition
灵活且高性能的水系锌离子电池（ZIBs），兼具低成本和安全性，被认为是可穿戴电子产品最有前景的储能候选之一。水凝胶电解质因其出色的柔韧性以及在减轻寄生副反应方面的明显优势，成为液体电解质的有力替代品。然而，水凝胶电解质的机械性能和界面化学性质不佳，这限制了它们在柔性 ZIBs 中的性能表现，尤其是在苛刻的机械应变下。在此，通过简单的海藻糖网络修复策略，南昌大学陈义旺教授、贵州大学谢海波教授、黄俊教授开发了一种具有改进的机械和粘附性能的仿生多功能水凝胶电解质网络（聚丙烯酰胺（PAM）/海藻糖），以稳定界面化学性质，实现无枝晶和长寿命的柔性 ZIBs。结果，海藻糖改性的 PAM 水凝胶分别展现出高达 100 kPa 的优越强度和 5338%的拉伸性，以及对各种基底的强粘附性能。此外，PAM/海藻糖水凝胶电解质为锌阳极提供了卓越的抗腐蚀能力，并调节锌的成核/生长，从而实现了 98.8%的高库仑效率和超过 2400 小时的长期稳定性。重要的是，柔性 Zn//MnO2 软包电池在不同弯曲条件下表现出出色的循环性能，在柔性能源相关应用及其他领域具有巨大潜力。
该研究工作以“A Bio-Inspired Multifunctional Hydrogel Network with Toughly Interfacial Chemistry for Dendrite-Free Flexible Zinc Ion Battery”为题，发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。
文章信息
Angewandte Chemie International Edition
A Bio-Inspired Multifunctional Hydrogel Network with Toughly Interfacial Chemistry for Dendrite-Free Flexible Zinc Ion Battery. Song Yang, Qing Wu, Yue Li, Fusheng Luo, Jinlong Zhang, Kui Chen, Yang You, Jun Huang*, Haibo Xie*, and Yiwang Chen*.Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202409160
https://doi.org/10.1002/anie.202409160
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