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. Flexible batteries often fail under harsh conditions. Here, authors developed a hydrogel electrolyte via synergism of nanophase separation, hydrated eutectic solvation, and hydrogen-bond networks, enabling flexible Zn||I2 batteries with high specific energy and long lifespan across −40 to 80 °C.
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
刚刚
刚刚
可爱糊了完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
Cillian完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
思源应助leiqin采纳,获得10
5秒前
autumnwind发布了新的文献求助10
5秒前
星辰发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
沐黎发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
颿曦发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
cs发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
Hyy发布了新的文献求助10
12秒前
李菲菲发布了新的文献求助10
12秒前
love发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
黑夜的眼睛给黑夜的眼睛的求助进行了留言
13秒前
szy完成签到 ,获得积分0
13秒前
13秒前
zyj发布了新的文献求助10
15秒前
星辰完成签到,获得积分20
15秒前
qiyan发布了新的文献求助10
16秒前
大个应助will采纳,获得10
16秒前
FashionBoy应助CH采纳,获得10
17秒前
18秒前
张宇琪发布了新的文献求助10
18秒前
星星点灯发布了新的文献求助10
18秒前
hyx完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
21秒前
希望天下0贩的0应助cs采纳,获得10
21秒前
22秒前
24秒前
24秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
用于植入式医疗器械的馈通设计与实现 400
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
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 7136991
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8785923
关于积分的说明 18573462
捐赠科研通 6723383
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3154266
关于科研通互助平台的介绍 2280554
邀请新用户注册赠送积分活动 2128715