Component Fluctuation Modulated Gelation Effect Enable Temperature Adaptability in Zinc‐Ion Batteries

材料科学 电解质 离子 水溶液 动力学 离子键合 化学工程 电极 物理化学 有机化学 化学 物理 工程类 量子力学
作者
Shanguo Ji,Hao Luo,Shuo Qin,Xinyue Zhang,Yuanyuan Hu,Weiwei Zhang,Jianchao Sun,Xu Jing,Haijiao Xie,Zhenhua Yan,Kai Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (21) 被引量:59
标识
DOI:10.1002/aenm.202400063
摘要

Abstract The active H 2 O and slow ion kinetics behavior deteriorate the performance of aqueous zinc‐ion batteries at a wide temperature range, even in hydrogel electrolyte. Herein, a component fluctuation modulated gelation effect is applied to optimize Zn 2+ solvation structure, realizing a balance between H 2 O activity limitation and Zn 2+ kinetics retention. The as‐prepared hydrogel electrolyte via in situ copolymerization of [2‐(methacryloyloxy)ethyl] dimethyl‐(3‐sulfopropyl) and acrylamide in the electrolyte salt matrix facilitates stable overall performance at both normal and low temperatures. Theoretical calculations and experimental results attest that polymer functional groups exhibit a higher efficacy in substituting bound water in the Zn 2+ solvated shell with the polymer content increasement, thereby alleviating water‐associated parasitic reactions. Furthermore, the hydrogel with abundant zwitterionic groups not only interacts with H 2 O to limit hydrolysis, but also constructs separated ionic migration channels to promote uniform and fast Zn 2+ transport. As a result, the hydrogel electrolytes promote stable Zn 2+ plating/stripping behaviors over 1050 h and 3000 h at 25 and −20 °C, respectively. The full batteries achieve a capacity retention of 98.8% over 2000 cycles at 25 °C and stably cycle for 600 times at −20 °C. This work yields novel insights into the development and design of hydrogel electrolytes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小蘑菇应助怦然采纳,获得10
刚刚
1秒前
义气珩完成签到,获得积分10
1秒前
李想发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
椰梨完成签到,获得积分10
3秒前
佳佳528发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
无极微光应助panpan采纳,获得20
5秒前
AX完成签到,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
vicent完成签到 ,获得积分20
8秒前
orixero应助读书的时候采纳,获得10
8秒前
8秒前
Aikesi完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
清新的安波完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5738004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5375384
关于积分的说明 15336772
捐赠科研通 4881204
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2623397
邀请新用户注册赠送积分活动 1572127
关于科研通互助平台的介绍 1528974