《Angew》：超分子溶胶-凝胶过渡电解质实现动态修复电极-电解质界面

基于凝胶电解质的高安全性柔性电池是可穿戴电子设备有前景的电源解决方案，但在复杂的变形时，特别是脆弱的电极-电解质界面，会导致不可逆的容量损失，甚至电池失效。

近日，复旦大学彭慧胜教授、王兵杰副研究员设计了一种超分子溶胶-凝胶过渡电解质（SGTE），它可以动态地适应变形，并通过在低温下的可控再湿性修复电解质界面。通过Pluronic中聚环氧乙烷嵌段的胶凝作用以及α-环糊精（α-CD）和聚丙烯氧化物嵌段之间的主-客体相互作用，所设计的SGTE的高离子传导性和与各种盐类的兼容性提供了可恢复的电极-电解质界面，从而构建了一系列高度耐用、柔性的水系锌电池。总体而言，这种新型凝胶电解质的设计为柔性电池的发展提供了新的见解。

文章要点：

1. 这项工作设计了一种基于超分子水凝胶的溶胶-凝胶过渡电解质，该电解质由致热聚合物Pluronic F-127和α-CD添加剂组成，以提供电极和电解质之间动态适应性的接触。

2. 这种原位复位策略使电极-电解质界面稳定，并抑制了枝晶的生长。此外，由α-CD和Pluronic的聚环氧乙烷（PEO）嵌段之间的主-客体相互作用形成的SGTE表现出优异的复位能力和电化学性能。

3. 由于Pluronic/α-CD与不同类型和高浓度的电解质盐的兼容性，获得了三种有代表性的SGTEs，其中基于ZnCl2的SGTE表现出58.3 mS-cm-1的高离子电导率。

4. 基于ZnSO4、Zn(CF3SO3)2和ZnCl2的SGTEs被进一步组装成柔性的Zn/MnO2、Zn/V6O13和Zn/PANI电池。所得的Zn/V6O13电池具有较高的比容量（0.1 A g-1时为413 mAh g-1）和稳定的循环性（0.5 A g-1时循环500次后容量保持率为81%）。

图1受损电极-电解质界面动态复位的示意及SGTE的表征

图2 半电池性能

图3 Zn/SGTE/V6O13电池的性能

图4 基于不同盐的柔性Zn/MnO2、Zn/V6O13和Zn/PANI电池的性能

封面来源：图虫创意