近日，加州大学洛杉矶分校贺曦敏教授团队合成了适用于锌离子电池的抗冻高强度凝胶电解质。随着能源存储需求的不断增长，软性电子设备和软机器人需要能在极端条件下运行的电池。这些设备需要抵抗各种机械冲击、复杂形变和低温环境。因此，作为电源组件的电池需要柔软、灵活、抗冲击和抗冻。开发新型软电解质材料成为关键，以确保在广泛的温度范围内维持高离子传导性并保持电池稳定性。水系锌电池由于其固有安全性、环保性和低生产成本而受到极大关注。准固态水凝胶电解质具有良好的抑制泄漏、抑制树突生长和抑制危险副反应能力，同时保持高灵活性。尽管已通过添加有机溶剂或浓缩盐、聚合物改性等方法开发出抗冻水凝胶电解质，但仍面临一些挑战，如机械强度、热稳定性和质量传输性能的平衡。

图1. 通过共非溶效应和盐析效应相互配合，实现高强度抗冻水凝胶电解质.

图2. 盐析与共非溶效应的协同作用

图3.  Zn||PVA-416||PANi电池的电化学性能。

图4.  由具有优异机械和热稳定性的水凝胶电解质实现的耐用软包电池。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202211673

  该工作是团队近期关于水凝胶力学及结构调控的进展之一。在过去的几年中，团队进行了一系列关于共溶剂效应（Adv. Mater. 2021, 33, 2008235；Adv. Mater. 2021, 33, 2005906；EcoMat. 2021; 3:e12085）和“盐析”效应（Nature 590, 594 (2021)；Adv. Mater. 2021, 33, 2007829；NPG Asia Materials, 14, 65 (2022)；iScience, 24, 9, 102989, 2021）的研究。