新疆大学吴冬玲Angew：先进共晶凝胶电解质,用于高性能宽温柔性锌-空气电池

尽管面临着持续的挑战，但在开发具有宽温度范围、出色的保液能力和增强的柔性锌空气电池（FZAB）阳极兼容性的凝胶聚合物电解质方面取得进一步突破仍然是一个重要目标。本研究在氯化胆碱/乙二醇-聚乙烯醇（ChCl/EG-PVA）共晶凝胶电解质的开发方面取得了重大进展，该电解质专为在宽温度范围内实现高性能运行而定制。系统的原位和非原位表征以及理论模拟证实，在制备的共晶凝胶中形成了牢固的氢键和更致密的聚合物交联网络，从而提高了液体保留能力（暴露于空气中96 小时后为93.7%）和离子传输能力（离子电导率为171.3 mS cm-1）。此外，共晶凝胶中胆碱阳离子的亲锌特性还能有效抑制枝晶的生长。利用这种共晶凝胶电解质组装的FZAB达到了109.3 mW cm-2 的峰值功率密度和90 h的循环寿命。值得注意的是，FZAB在-40℃和50℃温度条件下的功率密度分别高达38.2 mW cm-2和63.2 mW cm-2，这表明它非常适合在极端温度条件下应用。共晶凝胶的设计为实现高性能FZAB提供了一种新方法。

图文简介

a )共析凝胶电解质的制备工艺；b )制备的共析凝胶的拉伸、塑性和应力-应变

a ) DSC曲线，b ) HP和CEP的抗干燥能力。c ) FT-IR光谱，d ) Raman光谱，e ) SAXS图谱，和f ) SECM方法曲线。EP和CEP电解质的MD模拟结果：g ) H2O和EG分别与EP和CEP形成的氢键数目；h ) CEP凝胶电解质中各组分分别与H2O和EG的COM-RDF；i ) EP和CEP体系中各组分的MSD；j ) H2O和EG分别与EP和CEP的相互作用能。

a ) Zn粉分散在H2O、EG和DES中的Zeta电位值。b ) H2O，c ) EG和d ) DES与Zn箔的接触角。e )纯Zn箔和DES浸泡后的Zn箔的N 1sX射线光电子能谱。f ) H2O，EG，PVA和Ch +与Zn ( 101 )晶面的吸附能。g ) HP，h ) EP和i ) CEP电解液组装的Zn||Zn对称电池的循环。分别用j ) HP，k ) EP和l ) CEP电解液组装的Zn||Zn对称电池循环后Zn电极的表面形貌。

a )不同外加电位下Ce-CoO (在O2饱和电解液中进行测试)的原位增强拉曼光谱( vs . b ) CeO2和Ce-CoO的Ce L边XANES谱。c ) WT-EXAFS谱，d ) Ce-CoO的SAXS谱。

FZABs的电化学性能

论文信息

通讯作者： Dongling Wu