Restructuring Hydrogen Bond Networks in Polyacrylamide Hydrogels via Trehalose Additives for Wide-Temperature-Range Zn-Ion Batteries

自愈水凝胶 聚丙烯酰胺 氢键 材料科学 海藻糖 化学工程 大气温度范围 离子 重组 化学 纳米技术 高分子化学 分子 有机化学 业务 工程类 财务 气象学 物理
作者
Lingmei Wang,Huicai Wang,Junlun Cao,Jicheng Yan,Chuanxian Dai,Wuzhu Sun,Qingyang Du,Huang Zhi-qiang,Dan Liu,Chao Li,Jingyu Sun
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (31): 28397-28409 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c06805
摘要

Aqueous Zn-ion batteries utilizing moldable gel electrolytes are expected to meet power requirements for wearable devices because of their inherent safety and energy output. Nevertheless, comprehensive modulation over the mechanical robustness, water retention capability, and electrode-electrolyte interface stability remains at a nascent stage. Drawing inspiration from the naturally cryoprotective and hygroscopic properties of trehalose, we herein devise a strategy by incorporating trehalose into polyacrylamide hydrogel electrolytes, targeting the construction of wearable Zn-ion batteries. The optimized hydrogel electrolyte demonstrates low-temperature adaptability (-15 °C), high-temperature stability (50 °C), and water retention capability while helping to suppress dendrite growth and parasitic reactions. Theoretical calculations and electrochemical characterizations reveal that trehalose modifies the Zn-ion solvation structure and optimizes the electrode-electrolyte interface. The thus-fabricated Zn-ion batteries exhibit favorable electrochemical performances in a wide-temperature range, achieving a capacity retention of 87.2% after 2000 cycles at 5 A g-1. The assembled pouch cell could also be sustained for more than 500 cycles. Moreover, the integration of our Zn-ion batteries with Si solar cells to construct a wearable solar-charging system enables an energy conversion efficiency exceeding 10%.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
lilili应助Hilda007采纳,获得30
刚刚
超级元以发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
fff1发布了新的文献求助10
1秒前
甜美的芷发布了新的文献求助10
2秒前
阳光向秋完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
星辰大海应助妮妮采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
xlk2222发布了新的文献求助10
5秒前
kento应助7777采纳,获得50
5秒前
椿人发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
论文狗关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
一起长大的约定完成签到,获得积分10
9秒前
木卡卡发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
冷冷子发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
li发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助欢呼的访梦采纳,获得10
10秒前
yunshui发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
眠于苍发布了新的文献求助50
12秒前
12秒前
执着牛青发布了新的文献求助10
12秒前
Nero发布了新的文献求助10
12秒前
xslj发布了新的文献求助10
13秒前
今后应助健壮夏山采纳,获得10
14秒前
16秒前
dd发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
Dado应助冷冷子采纳,获得10
18秒前
19秒前
19秒前
19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
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
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 5605835
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690406
关于积分的说明 14863437
捐赠科研通 4702874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542327
邀请新用户注册赠送积分活动 1507901
关于科研通互助平台的介绍 1472161