Journal of Colloid And Interface Science发表我课题组碱性固态电解质应用柔性锌空气电池实现高功率密度和长循环寿命文章
近日，Journal of Colloid And Interface Science（（影响因子：9.9）报道了我课题组在碱性固态电解质膜的最新研究成果：具有双骨架互穿网状结构碱性固态电解质并用于可充电锌-空气电池获得优异性能。论文题目为Double-skeleton interpenetrating network-structured alkaline solid-state electrolyte enables flexible zinc-air batteries with enhanced power density and long-term cycle life.
碱性固态电解质因其良好的安全性和电化学稳定性而受到广泛关注。然而，其仍然存在电导率低和机械性能差的问题。基于此，本论文以聚乙烯醇（PVA）和壳聚糖（CS）为骨架，引入季铵盐瓜尔羟基丙基三氯铵（GG）作为OH-导体，合成了具有双网状特征的碱性固态电解质，并用于高性能电化学器件。聚乙烯醇/壳聚糖-瓜尔羟基丙基三氯铵（PCG）固态电解质具有独特的条状结构，具有高度的相容性和优异的氢键相互作用，具有良好的热稳定性（>300℃）、力学性能（~ 34.15 MPa）和尺寸稳定性。与壳聚糖-瓜尔羟丙基三氯铵（CG）和聚乙烯醇-瓜尔羟丙基三氯铵（PG）电解质膜相比，具有较高的离子电导率（13 mS cm-1）和离子迁移率（~ 0.90）。使用PCG膜作为电解质组装的“三明治”型锌空气电池（ZAB）实现了高开路电压（1.39 V）和优异的功率密度（128 mW cm-2）。值得注意的是，除了其长期的循环寿命（30小时，2 mA cm-2）和稳定的放电平台（12小时，5 mA cm-2）外，它甚至可以使柔性锌空气电池（F-ZAB）在任何弯曲角度下都可以轻松地驱动发光二极管（LED），为电化学能源装置中基于双骨架概念的固态电解质膜的设计和应用提供了新的选择。
论文第一作者为2024届硕士毕业生董雪琦，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.053