生物基双网络凝胶电解质

机械强韧兼顾高离子电导

纤维素与丝素蛋白通过乙醇诱导组装形成互穿氢键网络和β-折叠域，在保证高离子电导率的同时提供足够机械强度以抑制枝晶生长。

Zihao, Zheng · Cheng, Wanke · Xiaona, Li · Jinsong, Sun · Wang, Wen · Liu, Shi · 赵大伟 · 于海鹏

Energy Storage Materials 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '14.39', 'en': '14.39'} mS cm⁻¹

拉伸强度

{'zh': '1.14', 'en': '1.14'} MPa

容量保持率

{'zh': '97.67', 'en': '97.67'} %

低温工作温度

{'zh': '-20', 'en': '-20'} °C

技术优势

强度高且导电好

互穿氢键网络和β-折叠域赋予凝胶1.14 MPa的拉伸强度，同时极性基团动态调控Zn²⁺溶剂化结构，实现14.39 mS cm⁻¹的高离子电导率。

抑制枝晶和副反应

凝胶中的极性基团（-OH、-NH₂、-COOH）与Zn²⁺动态配位，重塑溶剂化鞘层，进而抑制枝晶生长并减少析氢等寄生反应。

可弯折低温使用

柔性Zn//MnO₂电池在弯曲条件下及-20 °C时仍能稳定循环，1500次后容量保持率高达97.67%。

应用场景

• 柔性储能器件：提供高导电、可弯折的生物基电解质，直接用于组装柔性锌电池。
• 柔性电子：为柔性电路、可穿戴传感器等提供安全、可弯折的电源解决方案。
• 水系锌离子电池：用该凝胶电解质替代传统水系隔膜，能同时抑制枝晶和提升电导率。
• 可穿戴电池：凝胶的柔性、低温稳定性和安全性使其可直接织入或贴附于衣物。