一體式雙極無酸鹼性水凝膠電解質用於柔性高壓鋅空氣電池

聚焦

提出了一種一體化無膜酸鹼水凝膠電解質。

實現了具有緊密電極-電解質介面的簡化結構。

製造的柔性ZAB表現出前所未有的2 V高電壓。

“一肉兩味”設計適用於其他雙電解質電池。

摘要

1。4 V 的低工作電壓限制了柔性鋅空氣電池 （ZAB） 在可穿戴電子產品中的廣泛應用。然而，高壓柔性 ZAB 尚未實現，這是由於安裝的柔性電解質的選擇很少。最近，香港科研人員及

團隊提出了一種新穎、通用且簡單的策略來設計基於熱可逆 Pluronic F127 水凝膠的一體式無膜酸鹼性柔性電解質。

圖 1.

三明治從（a）常規結構→（b）近期雙肉雙味結構→（c）新型“一肉兩味”結構演變過程，展示了柔性高 -具有多合一膜結構AAHE的電壓ZAB。

受益於 Pluronic F127 水凝膠獨特的溶膠-凝膠轉變特性，酸和鹼可以解耦但同時整合在一個水凝膠中。令人驚訝的是，所開發的 ZAB 實現了前所未有的 2 V 高電壓，超越了所有現有的柔性 ZAB。同時，該電池在不使用昂貴的雙極膜的情況下表現出顯著的 37 小時高壓穩定性和 1。35 mAh cm-2 的大面積容量。該團隊的工作為柔性高壓 ZAB 提供了一個開創性的例子，並可能進一步激發柔性高壓水性電池和解耦雙電解質電池的其他設計。

圖 2.

（a） 柔性高壓 ZAB 示意圖。（b） AAHE 組分 Pluronic F127 的溶膠-凝膠轉變特性。（c） AAHE基ZAB的製備過程：冷溶膠態鹼澆在Zn表面形成共形介面→室溫下轉變為凝膠態鹼後，澆上冷溶膠態酸 ，然後是頂部的空氣電極 → 返回室溫以獲得凝膠狀態的酸。（d） AAHE 的一體式無膜結構，具有整合的電解質-電解質介面。

相關論文以題為

All-in-One and Bipolar-Membrane-Free Acid-Alkaline Hydrogel Electrolytes for Flexible High-Voltage Zn-Air Batteries

發表在

《Chemical Engineering Journal》

上。

通訊作者是香港理工大學Tong Liu、倪萌教授、以及香港城市大學支春義教授。

參考文獻

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doi。org/10。1016/j。cej。2021。132718