Thinner-than-paper and broad-temperature-adaptive zinc-iodine batteries enabled by nanophase separated deep-eutectic hydrogel electrolytes

材料科学 电解质 纳米技术 化学工程 电极 纳米颗粒 化学 生物相容性材料 能量密度 微观结构
作者
Tianyu Shen,Zong-Ju Chen,Yongxin Yang,Qianchuan Yu,Jingyi Wang,Kexin Hou,Wei Meng,Junchuan Liang,Yiming Yang,Hongguang Liu,Zuoxiu Tie,Cheng-Hui Li,Zhong Jin
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41467-026-71312-3
摘要

Hydrogel electrolyte based secondary batteries are promising for wearable electronics, yet face challenges including limited mechanical resilience, and narrow temperature range. Herein, we report a robust deep-eutectic hydrogel electrolyte fabricated via synergistic interplay of dual nanophase separation, hydrated eutectic solvation, and hydrogen-bond networks. The interwoven nanophase separation architecture, integrating hydrophilic polyvinyl alcohol phases and hydrophobic polyacrylonitrile phases, realizes high fracture-strength (4.1 MPa) and toughness (13.66 MJ m-3). Meanwhile, deep-eutectic chemistry modulates Zn2+ solvation structures and leverages cyano-coordination channels of polyacrylonitrile to achieve high Zn2+ ionic conductivity (28.2 mS cm-1) and transference number (0.65) at 20 °C. Concurrently, abundant hydrogen bonds induced by multiple donor sites of hydrophilic phases, urethane, and Zn(ClO4)2 immobilize active H2O to ensure broad-temperature durability. This tripartite synergy directs planar Zn deposition along (002) planes and suppresses dendrite growth, enabling Zn||I2 batteries with a thinner-than-paper thickness (42 μm) and high flexibility. The assembled Zn||I2 batteries demonstrate high specific energy (108.99 Wh kg-1) and cycling stability (over 36,000 cycles under -40 to 80 °C). In this work, the convergence of molecule design, phase modulation, and process engineering establishes a feasible methodological framework for developing advanced flexible batteries that integrate high energy density and harsh environment tolerance.
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
Jasper应助arniu2008采纳,获得10
1秒前
乐安发布了新的文献求助10
2秒前
智文完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
隔水一路秋完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
内向的鸽子完成签到,获得积分10
5秒前
jeronimo完成签到,获得积分10
5秒前
无私安柏发布了新的文献求助10
7秒前
turui完成签到 ,获得积分10
7秒前
ATOM发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分10
11秒前
欧阳完成签到,获得积分10
11秒前
东都哈士奇完成签到,获得积分10
11秒前
王不凡完成签到 ,获得积分10
11秒前
聪明蘑菇完成签到 ,获得积分10
11秒前
天天发布了新的文献求助80
12秒前
chenqiuyi完成签到 ,获得积分10
12秒前
浮浮世世完成签到,获得积分10
14秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
16秒前
碧蓝碧凡发布了新的文献求助10
17秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
17秒前
GingerF应助浮浮世世采纳,获得50
17秒前
乐安完成签到,获得积分20
18秒前
麦子完成签到 ,获得积分10
19秒前
lxl完成签到 ,获得积分10
19秒前
Song完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
23秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
23秒前
伊yan完成签到 ,获得积分10
26秒前
文静的翠彤完成签到 ,获得积分10
26秒前
大猫不吃鱼完成签到,获得积分10
27秒前
无私安柏发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
康家旗完成签到,获得积分10
28秒前
活泼的巧曼完成签到,获得积分10
29秒前
是玥玥啊完成签到,获得积分10
30秒前
秋秋完成签到,获得积分10
30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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
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 6399507
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8216200
关于积分的说明 17408096
捐赠科研通 5452763
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881940
邀请新用户注册赠送积分活动 1858361
关于科研通互助平台的介绍 1700339