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研究概述

全聚合物水系電池的電極和電解液完全由聚合物制備而成，通過其易于加工、固有安全性和可持續性，推動了可穿戴電子產品的發展。

然而，聚合物電極在水環境中的氧化還原產物不穩定，這使得全聚合物水系電池難以實現高性能。

基于此，2024年11月5日，哈爾濱工業大學（深圳）何思斯教授、浙江大學范修林研究員在國際期刊Nature Communications發表題為《Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power》的研究論文。

在這里，研究人員報告了一種聚合物水電解液的設計，通過調節溶劑化層和形成固態電解質界面來穩定聚合物電極的氧化還原產物。

選擇聚苯胺作為一個例子，因為它具有雙重功能，可以通過p/n摻雜機制作為正極或負極。

這種方法開創了聚苯胺作為負極的應用，并增強了聚苯胺正極在水電解液中的高壓穩定性。

以聚苯胺為對稱電極的全聚合物水系鈉離子電池容量高達139 mAh/g，能量密度為153 Wh/kg，并在4800次循環后容量保持率為92%。

光譜表征闡明了水合結構、固態電解質界面和雙離子摻雜機理。

大規模的全聚合物柔性電池具有優異的柔韌性和可回收性，預示著可持續可穿戴能源存儲的典范方法誕生。

圖文解讀

圖1：電解液設計和水合結構。

圖2：電化學性能與固態電解質界面。

圖3：柔性全聚合物鈉水電池。

文獻信息

Hong, Y., Jia, K., Zhang, Y.?et al.?Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power.?Nat Commun?15, 9539 (2024).?

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/07/5fe81ac817/

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