不間斷電源（UPS）系統(tǒng)可作為電源故障后的應(yīng)急電源，從而避免出現(xiàn)供電故障。近年來，為確保電信、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等關(guān)鍵應(yīng)用的不間斷供電，對UPS的需求量巨大。UPS的核心部分是儲能設(shè)備，它能確保在停電時及時為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。鋅鎳電池（ZNBs）具有較高的體積能量密度、優(yōu)良的倍率性能和較高的安全性等優(yōu)點(diǎn)，能夠供應(yīng)足夠的能量，顯著減少UPS設(shè)備對空間的要求。然而，在充放電循環(huán)過程中，Zn陽極表面的形狀變化、枝晶形成和腐蝕等問題導(dǎo)致了電池容量顯著衰減和壽命縮短，ZNBs的商業(yè)化受到了限制。天津大學(xué)鐘澄課題組制備出的PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)能夠抑制堿性電解質(zhì)中鋅陽極的形狀變化、枝晶形成和腐蝕。基于此凝膠電解質(zhì)組裝的鋅鎳電池展現(xiàn)出高的循環(huán)穩(wěn)定性以及長的日歷壽命和浮充下的循環(huán)壽命。此研究為鋅鎳電池在UPS中的潛在應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本研究以一種簡單、低成本的方法制備了聚丙烯酸鉀（PAAK）?KOH凝膠電解質(zhì)。宏觀上此凝膠電解質(zhì)呈現(xiàn)透明狀并具有一定粘性。微觀上經(jīng)過冷凍干燥的凝膠電解質(zhì)呈現(xiàn)多孔形狀，并且元素均勻分布在電解質(zhì)基底上。圖1. （a）PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)的光學(xué)圖像，（b）涂覆PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)前（左）和后（右）帶隔膜的鋅陽極的光學(xué)圖像。（c）FTIR光譜，（d）SEM圖像，（e）EDX分析，（f-i）PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)中C、K、O元素的映射圖采用TGA法測定凝膠電解質(zhì)中游離水和結(jié)合水的含量，可以得到凝膠電解質(zhì)中的自由水和結(jié)合水分別為53.5%和46.5%。而且PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)的保水性能優(yōu)于KOH水溶液電解質(zhì)。經(jīng)過90天的試驗(yàn)，制備的凝膠電解質(zhì)的失重率約為19.3%。這是由于PAAK鏈上羧基優(yōu)異的親水活性，在很大程度上限制了凝膠電解質(zhì)中水分子的揮發(fā)。PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率（0.918 S cm?1）與KOH水溶液（0.981 S cm?1）相當(dāng)，優(yōu)于其它廣泛應(yīng)用的凝膠電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率，如PEO-KOH和PVA-KOH。PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)表現(xiàn)出較高的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口，達(dá)到1.57 V。另外，從Tafel極化曲線可以看出，Zn陽極在凝膠電解質(zhì)中的腐蝕電位和腐蝕電流低于在KOH水溶液中的，這說明相對于水系電解液，PAAK–KOH凝膠電解質(zhì)能夠緩解的Zn陽極在堿性電解質(zhì)中的腐蝕。
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