一体式双极无酸碱性水凝胶电解质用于柔性高压锌空气电池

　　聚焦
　　•提出了一种一体化无膜酸碱水凝胶电解质。
　　•实现了具有紧密电极-电解质界面的简化结构。
　　•制造的柔性ZAB表现出前所未有的2 V高电压。
　　•＂一肉两味＂设计适用于其他双电解质电池。
　　摘要
　　1.4 V 的低工作电压限制了柔性锌空气电池 (ZAB) 在可穿戴电子产品中的广泛应用。然而，高压柔性 ZAB 尚未实现，这是由于安装的柔性电解质的选择很少。最近，香港科研人员及 团队提出了一种新颖、通用且简单的策略来设计基于热可逆 Pluronic® F127 水凝胶的一体式无膜酸碱性柔性电解质。
　　图 1.  三明治从（a）常规结构→（b）近期双肉双味结构→（c）新型＂一肉两味＂结构演变过程，展示了柔性高 -具有多合一膜结构AAHE的电压ZAB。
　　受益于 Pluronic® F127 水凝胶独特的溶胶-凝胶转变特性，酸和碱可以解耦但同时集成在一个水凝胶中。令人惊讶的是，所开发的 ZAB 实现了前所未有的 2 V 高电压，超越了所有现有的柔性 ZAB。同时，该电池在不使用昂贵的双极膜的情况下表现出显着的 37 小时高压稳定性和 1.35 mAh cm-2 的大面积容量。该团队的工作为柔性高压 ZAB 提供了一个开创性的例子，并可能进一步激发柔性高压水性电池和解耦双电解质电池的其他设计。
　　图 2.  (a) 柔性高压 ZAB 示意图。(b) AAHE 组分 Pluronic® F127 的溶胶-凝胶转变特性。(c) AAHE基ZAB的制备过程：冷溶胶态碱浇在Zn表面形成共形界面→室温下转变为凝胶态碱后，浇上冷溶胶态酸 ，然后是顶部的空气电极 → 返回室温以获得凝胶状态的酸。(d) AAHE 的一体式无膜结构，具有集成的电解质-电解质界面。
　　相关论文以题为  All-in-One and Bipolar-Membrane-Free Acid-Alkaline Hydrogel Electrolytes for Flexible High-Voltage Zn-Air Batteries  发表在 《Chemical Engineering Journal》 上。 通讯作者是香港理工大学 Tong Liu 、 倪萌教授 、以及香港城市大学 支春义教授 。
　　参考文献 ：
　　doi.org/10.1016/j.cej.2021.132718