水凝膠電解質已被廣泛用于鋅金屬電池，以用于可穿戴電子產品。盡管在優化化學結構和提高拉伸彈性方面進行了廣泛的研究，但水凝膠在反復變形下的機械穩定性在很大程度上被忽視，這會導致其在大循環容量下的性能不令人滿意。

圖1 材料合成與表征

香港理工大學張標等通過對采用各種水凝膠電解質的鋅負極的系統研究，發現抗疲勞性能對保證水凝膠的穩定性和完整性起著至關重要的作用。另外，鹽和聚合物基質都顯著影響水凝膠在循環壓縮下的機械穩定性。

在所有合成的電解質中，Zn(ClO₄)₂-聚丙烯酰胺/殼聚糖水凝膠電解質（C-PAMCS）是高能鋅負極的理想選擇。由于離液鹽和雙網絡共聚物，C-PAMCS在不犧牲Zn沉積均勻性的情況下顯示出改善的抗疲勞性能。

圖2 水凝膠電解質的機械性能

結果，采用C-PAMCS的對稱Zn//Zn電池在大容量下提供了前所未有的循環壽命，即在5mA cm^-2/5mAh cm^-2和10mA cm^-2/10mAh cm^-2下分別超過2700小時和1500小時。

此外，作者舉例展示了C-PAMCS在全柔性鋅離子電池中的潛在應用，該電池由基于嵌入Ag納米線彈性體的柔性集流體實現。這項工作為開發高性能鋅負極和衍生儲能裝置提供了水凝膠電解質工程的基本原理。

圖3 全柔性鋅離子電池的性能

Anti-Fatigue Hydrogel Electrolyte for All-Flexible Zn-Ion Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202300498