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研究概述

全聚合物水系電池的電極和電解液完全由聚合物制備而成，通過其易于加工、固有安全性和可持續(xù)性，推動了可穿戴電子產(chǎn)品的發(fā)展。

然而，聚合物電極在水環(huán)境中的氧化還原產(chǎn)物不穩(wěn)定，這使得全聚合物水系電池難以實現(xiàn)高性能。

基于此，2024年11月5日，哈爾濱工業(yè)大學（深圳）何思斯教授、浙江大學范修林研究員在國際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power》的研究論文。

在這里，研究人員報告了一種聚合物水電解液的設計，通過調(diào)節(jié)溶劑化層和形成固態(tài)電解質(zhì)界面來穩(wěn)定聚合物電極的氧化還原產(chǎn)物。

選擇聚苯胺作為一個例子，因為它具有雙重功能，可以通過p/n摻雜機制作為正極或負極。

這種方法開創(chuàng)了聚苯胺作為負極的應用，并增強了聚苯胺正極在水電解液中的高壓穩(wěn)定性。

以聚苯胺為對稱電極的全聚合物水系鈉離子電池容量高達139 mAh/g，能量密度為153 Wh/kg，并在4800次循環(huán)后容量保持率為92%。

光譜表征闡明了水合結(jié)構(gòu)、固態(tài)電解質(zhì)界面和雙離子摻雜機理。

大規(guī)模的全聚合物柔性電池具有優(yōu)異的柔韌性和可回收性，預示著可持續(xù)可穿戴能源存儲的典范方法誕生。

圖文解讀

圖1：電解液設計和水合結(jié)構(gòu)。

圖2：電化學性能與固態(tài)電解質(zhì)界面。

圖3：柔性全聚合物鈉水電池。

文獻信息

Hong, Y., Jia, K., Zhang, Y.?et al.?Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power.?Nat Commun?15, 9539 (2024).

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/07/e0fa4bab6a/

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