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基于凝膠電解質(zhì)的高安全柔性電池是可穿戴電子設(shè)備的有前景的電源解決方案，但在復(fù)雜變形時，特別是脆弱的電極-電解質(zhì)界面，會導(dǎo)致不可逆的容量損失，甚至電池失效。

圖1. SGTE的作用示意及表征

復(fù)旦大學(xué)彭慧勝、王兵杰等設(shè)計了一種超分子溶膠-凝膠過渡電解質(zhì)（SGTE），它可以動態(tài)地適應(yīng)變形，并通過其在低溫下的可控再濕性修復(fù)電解質(zhì)界面。

該電解質(zhì)由致熱聚合物Pluronic F-127和α-環(huán)糊精（α-CD）添加劑組成，以提供電極和電解質(zhì)之間動態(tài)適應(yīng)性的接觸，這種原位復(fù)位策略使電極-電解質(zhì)界面穩(wěn)定，并抑制枝晶的生長。

由α-CD和Pluronic的聚氧化乙烯（PEO）嵌段之間的主客體相互作用形成的SGTE表現(xiàn)出優(yōu)異的復(fù)位能力和電化學(xué)性能。

圖2. 對稱電池性能

此外，由于Pluronic/α-CD與各種電解質(zhì)鹽和高濃度電解液的兼容性，基于ZnSO₄、Zn(CF₃SO₃)₂和ZnCl₂的SGTEs被進(jìn)一步組裝成柔性的Zn/MnO₂、Zn/V₆O₁₃和Zn/PANI電池。

其中，所得的Zn/V₆O₁₃電池具有較高的比容量（0.1 A g^-1時為413 mAh g^-1）和穩(wěn)定的循環(huán)性（0.5 A g^-1時循環(huán)500次后容量保持率為81%）。總體而言，這種新型凝膠電解質(zhì)的設(shè)計為柔性電池的發(fā)展提供了新的見解。

圖3. 全電池性能

Dynamically Resettable Electrode-Electrolyte Interface through Supramolecular Sol-Gel Transition Electrolyte for Flexible Zinc Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202300705

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