TA改性PVA水凝胶电解质

无枝晶·高强韧

利用植物源单宁酸构建氢键与配位双重网络，兼顾高离子电导、机械柔韧性和长效锌沉积稳定性。

Lixin, Wang · 史琰 · Han, Daliang · Yi, Gong · 李龙 · 唐晓宁 · Huanxin, Li · 邵姣婧

Journal of Materials Chemistry A 2026

具体参数

拉伸强度

{'zh': '10.3', 'en': '10.3'} MPa

离子电导率

{'zh': '8.92', 'en': '8.92'} mS cm⁻¹

Zn²⁺迁移数

{'zh': '0.66', 'en': '0.66'}

对称电池循环寿命

{'zh': '1200', 'en': '1200'} h

全电池初始容量

{'zh': '151', 'en': '151'} mAh g⁻¹

全电池循环后容量

{'zh': '148', 'en': '148'} mAh g⁻¹

技术优势

机械强度翻倍

单宁酸的酚羟基与PVA链形成强氢键，构建了双网络结构，使拉伸强度从4.9 MPa提升到10.3 MPa，断裂伸长率达190%。

离子传导更高效

单宁酸的羟基和配位作用优化了离子通道，离子电导率达8.92 mS cm⁻¹，Zn²⁺迁移数达0.66，远超纯PVA凝胶。

极端形变和切割仍工作

柔性软包电池在120°弯折和部分切割下仍保持稳定运行，展现了出色的机械弹性和界面稳定性。

应用场景

• 水系锌离子电池：用PVA-TA凝胶替代传统液态电解液，解决锌枝晶与安全问题。
• 柔性储能器件：高强度、高延展性凝胶膜可适应反复弯折，保持界面稳定。
• 水凝胶电解质：提供一种绿色、可规模化的氢键交联策略，提升凝胶电解质整体性能。
• 可穿戴电子：在弯曲120°及部分切割下仍稳定运行，满足可穿戴器件力学要求。