國際仿生工程學會 - AM:仿生柔韌固態電解質實現超長壽命柔鋅空電池－鑽石舞台

為柔性可充電電池製造先進的固態電解質變得越來越重要，但這仍然是一個巨大的挑戰。強健的動物真皮的複雜結構和自然界中植物細胞的良好保水性可以為高性能固態電解質的設計提供原型和靈感。近日，加拿大滑鐵盧大學陳忠偉教授等製備了一種能夠協助鋅空電池實現超長循環壽命的仿生固態電解質。

文章要點

1）研究人員通過在中空聚合物微膠囊修飾的水凝膠聚合物網絡中原位形成能夠傳導-OH的離子網絡來構築了仿生固態電解質。憑藉仿生設計和動態雙滲透網絡結構以及離聚體和分子聚合物的協同作用，仿生固態電解質可以同時實現1800%的拉伸性能、107 g/g的良好吸水性和保水性以及215 mS/cm的超高離子電導率。

2）研究人員藉助分子動力學模擬對該固態電解質的納米結構和離子傳輸機制等進行了分析，結果表明在固態電解質內存在大量緻密的超快離子通道，這有助於實現超高的離子電導率。因此，柔性固態鋅空電池可以實現高達148Mw/cm2的高功率密度、758mAh/g的比容量以及長達320h的循環壽命。