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 量子力学 物理 工程类 化学
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:97
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
今后应助榨菜采纳,获得10
刚刚
天真之桃完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
TheDing完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
zhuboujs完成签到,获得积分10
5秒前
隐形曼青应助Aya采纳,获得10
6秒前
陶陶发布了新的文献求助10
7秒前
wsd完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
科研通AI2S应助mimina采纳,获得10
9秒前
开朗寇完成签到,获得积分10
9秒前
偷得半日闲完成签到 ,获得积分10
9秒前
LIU发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
念y完成签到,获得积分10
12秒前
simon发布了新的文献求助30
13秒前
初景发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
任性孤容完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
丰富硬币发布了新的文献求助10
15秒前
mof发布了新的文献求助10
16秒前
鱼宝宝完成签到,获得积分10
16秒前
李爱国应助折耳根采纳,获得10
19秒前
周周发布了新的文献求助10
20秒前
万能图书馆应助eyu采纳,获得10
21秒前
小小的梦想完成签到,获得积分10
21秒前
Akim应助LIU采纳,获得10
21秒前
李健应助mof采纳,获得10
22秒前
AIDOUDOU发布了新的文献求助10
23秒前
脑洞疼应助yang采纳,获得10
23秒前
23秒前
simon完成签到,获得积分10
23秒前
领导范儿应助迷路沁采纳,获得10
23秒前
25秒前
JJ完成签到 ,获得积分10
25秒前
李健应助108采纳,获得10
25秒前
UHPC发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7262374
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8883655
关于积分的说明 18774504
捐赠科研通 6941528
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202454
关于科研通互助平台的介绍 2375644
邀请新用户注册赠送积分活动 2178209