亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Fine Tuning Water States in Hydrogels for High Voltage Aqueous Batteries

自愈水凝胶 电解质 超亲水性 水溶液 化学工程 材料科学 聚合物 电化学 单体 超分子化学 离子键合 纳米技术 高分子化学 分子 化学 离子 电极 有机化学 润湿 复合材料 物理化学 工程类
作者
Chuan Li,Xiaohong Zhu,Donghong Wang,Shuo Yang,Rong Zhang,Pei Li,Jun Fan,Hongfei Li,Chunyi Zhi
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (4): 3101-3114 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c08398
摘要

Hydrogels are widely used as quasi-solid-state electrolytes in aqueous batteries. However, they are not applicable in high-voltage batteries because the hydrogen evolution reaction cannot be effectively suppressed even when water is incorporated into the polymer network. Herein, by profoundly investigating the states of water molecules in hydrogels, we designed supramolecular hydrogel electrolytes featuring much more nonfreezable bound water and much less free water than that found in conventional hydrogels. Specifically, two strategies are developed to achieve this goal. One strategy is adopting monomers with a variety of hydrophilic groups to enhance the hydrophilicity of polymer chains. The other strategy is incorporating zwitterionic polymers or polymers with counterions as superhydrophilic units. In particular, the nonfreezable bound water content increased from 0.129 in the conventional hydrogel to >0.4 mg mg–1 in the fabricated hydrogels, while the free water content decreased from 1.232 to ∼0.15 mg mg–1. As a result, a wide electrochemical stability window of up to 3.25 V was obtained with the fabricated hydrogels with low concentrations of incorporated salts and enhanced hydrophilic groups or superhydrophilic groups. The ionic conductivities achieved with our developed hydrogel electrolytes were much higher than those in the conventional highly concentrated salt electrolytes, and their cost is also much lower. The designed supramolecular hydrogel electrolytes endowed an aqueous K-ion battery (AKIB) system with a high voltage plateau of 1.9 V and contributed to steady cycling of the AKIB for over 3000 cycles. The developed supramolecular hydrogel electrolytes are also applicable to other batteries, such as aqueous lithium-ion batteries, hybrid sodium-ion batteries, and multivalent-ion aqueous batteries, and can achieve high voltage output.
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
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
研友_VZG7GZ应助坚强白凝采纳,获得10
12秒前
小白菜完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
熄熄完成签到 ,获得积分10
43秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
49秒前
50秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
ASZXDW发布了新的文献求助10
1分钟前
Hu发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
Hu完成签到,获得积分20
2分钟前
田様应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
Magali发布了新的文献求助150
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
852应助Ludwig采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3666356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3225391
关于积分的说明 9762943
捐赠科研通 2935270
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1607588
邀请新用户注册赠送积分活动 759266
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735188