作為電池的關鍵部件，電解質決定了正極和負極的離子傳輸和界面化學。 近日，科研人員開發了一種由聚丙烯酰胺 (PAM)、海藻酸鈉 (SA) 和碘化鉀 (KI) 組成的雙網絡結構水凝膠電解質，用於固態鋅-空氣/碘化物混合電池。組裝後的混合動力電池表現出優異的可再生性和110小時的長循環壽命和80%的高能效。離子交聯的雙網絡結構使材料具有更高的機械強度和更高的離子電導率。更重要的是，碘物質的引入不僅提供了比氧電催化更有利的碘化物/碘酸鹽氧化還原的陰極動力學，而且還調節了鋅離子的溶劑化結構以確保更好的界面穩定性。 這項工作為開發新型固態電解質以實現高性能能源設備和技術提供了重要的概念。
圖 1. (a) 合成過程，(b) 離子傳輸示意圖，(c) FESEM 圖像，和 (d) PAM/SA/KI 水凝膠的 FT-IR 光譜。
圖 4. (a) Pt/C+RuO2 複合材料在不同 O2 或 Ar 飽和電解質中在 5 mV s-1 下的 LSV 曲線。(b) KOH/Zn(Ac) KI 溶液在不同充電/放電時間下的紫外-可見光譜。(c) 用於鋅空氣/碘化物混合電池的循環鋅負極的 SEM 圖像。(d) 不同電解質的拉曼光譜。
相關論文以題為Dual-Network Structured Hydrogel Electrolytes Engaged Solid-State Rechargeable Zn-Air/Iodide Hybrid Batteries發表在《Angewandte Chemie International Edition》上。通訊作者是華中科技大學夏寶玉教授。
參考文獻：
doi.org/10.1002/anie.202210567
