Non‐Covalent Molecular Engineering of Hydrogel Electrolytes via π‐Anion Confinement and Hydrogen‐Bond Reconfiguration for Wide‐Temperature and Ultra‐Stable Zn‐Ion Batteries

材料科学 电解质 阳极 共聚物 控制重构 丙烯酸酯 分子工程 化学工程 聚合物电解质 纳米技术 热稳定性 水溶液 储能 耐久性 温度循环 法拉第效率 分子 电子设备和系统的热管理 降级(电信) 聚合物 丙烯酰胺 电化学 工作(物理) 电解水 工作温度 设计要素和原则 丙烯酸丁酯 可扩展性 数码产品 热的
作者
Jia Zhong,Chao Xia,Tianyu Zhang,Hongfei Wang,Haolan Tao,Cheng Lian,Yong Hu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202527894
摘要

Abstract The practical application of Zn‐ion batteries (ZIBs) is hindered by poor cycling stability and a narrow operating temperature window, issues stemming from the unstable Zn anode and the reactive nature of aqueous electrolyte. To overcome these challenges, a functional hydrogel electrolyte is developed via copolymerization of acrylamide (AM) and 2‐phenoxyethyl acrylate (PHEA). This design utilizes a novel non‐covalent molecular engineering strategy to simultaneously regulate Zn 2+ transport and enhance thermal adaptability. Specifically, the electron‐deficient phenyl rings in PHEA establish favorable π‐anion interactions with OTf – anions, achieving a high Zn 2+ transference number of 0.70. Concurrently, spectroscopic analyses indicate that the oxygen‐rich groups in PHEA act as competitive hydrogen‐bond acceptors, reconstructing the hydrogel's hydrogen‐bonding network. This reconfiguration leads to tighter confinement of water molecules and a broader operational temperature range. Consequently, Zn//Zn symmetric cells demonstrate exceptional cycling durability over 6400 h at 25 °C, 2400 h at 50 °C, and 1200 h at –20 °C. When paired with Zn 2 V 2 O 7 cathodes, full cells also deliver outstanding cycling performance and remarkable capacity retention across this wide temperature range. This work provides fundamental insights into non‐covalent interactions for electrolyte design and presents a scalable strategy for developing robust, temperature‐resilient energy storage.
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
xz完成签到,获得积分10
1秒前
Tacikdokand完成签到,获得积分10
3秒前
洁白的白白完成签到 ,获得积分10
3秒前
鸿毛药玖完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
NICHENG完成签到 ,获得积分10
4秒前
小二郎应助xgrr采纳,获得10
5秒前
完美世界应助liewudb采纳,获得10
7秒前
7秒前
小蚂蚁发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
天天快乐应助jwl采纳,获得10
10秒前
临渊羡鱼发布了新的文献求助10
12秒前
w。发布了新的文献求助20
12秒前
蔺瑾瑜发布了新的文献求助10
13秒前
红毛药酒完成签到,获得积分20
14秒前
16秒前
16秒前
未雨绸缪发布了新的文献求助30
17秒前
gege完成签到 ,获得积分10
19秒前
北过完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
红豆521完成签到,获得积分20
21秒前
deng发布了新的文献求助10
21秒前
wanci应助czy采纳,获得10
22秒前
林兰特完成签到,获得积分10
22秒前
yyyy应助WGH采纳,获得20
23秒前
23秒前
23秒前
吴祥坤发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
小宋娘亲发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
有灵魅发布了新的文献求助10
28秒前
化工牛马人完成签到,获得积分10
29秒前
吴祥坤完成签到,获得积分10
29秒前
予神发布了新的文献求助10
30秒前
xiaolei001完成签到,获得积分0
32秒前
有灵魅完成签到,获得积分10
33秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Petrology and Plate Tectonics,2025 450
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
New directions for experimental lessons in science teaching: Myth, Mystery, Necessity? by Emily K. da Silva Cunha Souto (Author), Flávia Lins Silva (Author) 333
Scientific experimentation in the classroom: Comparison between genetic-Socratic-exemplary teaching and workshop teaching by Ingrid Hofer (Author) 333
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6724674
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8460267
关于积分的说明 18060509
捐赠科研通 5978928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2997427
邀请新用户注册赠送积分活动 1973787
关于科研通互助平台的介绍 1928794