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首創(chuàng)聚苯胺負(fù)極!4800次,92%!哈工大&浙大,最新Nature子刊!

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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(xù)性,推動(dòng)了可穿戴電子產(chǎn)品的發(fā)展。
然而,聚合物電極在水環(huán)境中的氧化還原產(chǎn)物不穩(wěn)定,這使得全聚合物水系電池難以實(shí)現(xiàn)高性能。
基于此,2024年11月5日,哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)何思斯教授、浙江大學(xué)范修林研究員在國(guó)際期刊Nature Communications發(fā)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(bào)告了一種聚合物水電解液的設(shè)計(jì),通過調(diào)節(jié)溶劑化層和形成固態(tài)電解質(zhì)界面來穩(wěn)定聚合物電極的氧化還原產(chǎn)物。
選擇聚苯胺作為一個(gè)例子,因?yàn)樗哂须p重功能,可以通過p/n摻雜機(jī)制作為正極或負(fù)極。
這種方法開創(chuàng)了聚苯胺作為負(fù)極的應(yīng)用,并增強(qiáng)了聚苯胺正極在水電解液中的高壓穩(wěn)定性。
以聚苯胺為對(duì)稱電極的全聚合物水系鈉離子電池容量高達(dá)139 mAh/g,能量密度為153 Wh/kg,并在4800次循環(huán)后容量保持率為92%。
光譜表征闡明了水合結(jié)構(gòu)、固態(tài)電解質(zhì)界面和雙離子摻雜機(jī)理。
大規(guī)模的全聚合物柔性電池具有優(yōu)異的柔韌性和可回收性,預(yù)示著可持續(xù)可穿戴能源存儲(chǔ)的典范方法誕生。
圖文解讀
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圖1:電解液設(shè)計(jì)和水合結(jié)構(gòu)。
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圖2:電化學(xué)性能與固態(tài)電解質(zhì)界面。
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圖3:柔性全聚合物鈉水電池。
文獻(xiàn)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).?

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