【图1】通过共非溶剂化和“盐析”的协同作用实现强抗冻水凝胶电解质。A)制造原理图。将PVA/水和PVA/DMSO溶液混合，诱导共非溶剂化形成凝胶，然后将凝胶浸泡在盐溶液中进行“盐析”。B)水凝胶电解质的照片。透明的水凝胶用黄色虚线勾勒出来以方便观察。C)一张展示水凝胶条举起500克重物的照片，显示了它的强度。D)在−30°C扭曲水凝胶条的照片，显示其抗冻能力。
【图2】“盐析”和共非溶剂化的协同效应。A)共非溶剂化-“盐析”水凝胶和仅共非溶剂化水凝胶的应力-应变曲线。B)共非溶剂化-“盐析”水凝胶和仅“盐析”水凝胶的拉伸和压缩试验。D)开放电池水凝胶(来自共非溶剂化)的照片显示光滑和平坦的表面，半闭电池水凝胶(没有共非溶剂化)的照片显示褶皱和弯曲的表面。E,G)分别为开孔和半闭孔水凝胶的SEM图像。F,H)分别用开孔和半闭孔水凝胶电解质制成的Zn||Zn对称电池在−20℃和25℃时的电压曲线。I-K)25°C和- 30°C下不同溶液对水凝胶的拉伸试验结果，其中ZS=硫酸锌，SC=柠檬酸钠。
【图3】Zn||PVA-416||PANi电池在25℃、- 20℃和- 30℃下的电化学性能A-C)电池的倍率性能。D-F)电池的充放电曲线。G-I)电池循环性能。插图为不同循环下的充放电曲线。
【图4】水凝胶电解质的机械和热鲁棒性实现耐用的软包电池。A)软包电池示意图。B)锤击测试装置。C)玻璃纤维隔膜和PVA-416撞击后的照片。D)比较水凝胶电解质的性能与目前技术水平的雷达图。E)汽车碾过软包电池的照片。
参考文献
Yichen Yan, Sidi Duan, Bo Liu, Shuwang Wu, Yousif Alsaid, Bowen Yao, Sunny Nandi, Yingjie Du, Ta-Wei Wang, Yuzhang Li, Ximin He*. Tough Hydrogel Electrolytes for Anti-Freezing Zinc-Ion Batteries, Advanced Materials.
DOI:10.1002/adma.202211673
https://doi.org/10.1002/adma.202211673