贫水凝胶电解质

−70 °C 离子传导

一种限制水分子的聚合物电解质，扩宽了水系锌离子电池的电化学窗口并抑制寄生反应，同时实现低温下快速锌离子传输。

Zeping, Liu · Zhang, Yu · 李明 · 李浩然 · Zhang, Jiachi · 赵瑜 · Guangning, Xu · 胡节 · 林铁松 · 张乃庆

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

电化学稳定窗口

2.59 V

离子电导率

0.36 mS cm⁻¹

对称电池循环寿命

10000 h

对称电池循环寿命

700 h

技术优势

窗口拓宽

将水限制在聚合物网络中，电化学窗口拓宽至 2.59 V，远高于纯水系电解质的理论极限，使电池能够承受更高的电压。

低温能跑

即使在 −70 °C 下，该电解质仍具有 0.36 mS cm⁻¹ 的离子电导率，这得益于独特的快速离子传输通道和界面处有利的去溶剂化过程。

长循环

对称锌电池在室温下表现出超过 10 000 小时（437 天）的优异循环稳定性，在 −40 °C 下也能稳定循环 700 小时。

应用场景

• 低温锌离子电池：在 −70 °C 下仍能传导锌离子，替代传统冻住的水系电解质。
• 宽温域水系电池：从室温到 −70 °C 都能工作，拓宽水系电池的温度适用范围。
• 极地储能系统：在极地低温下仍能稳定循环，适用于极地地区的储能场景。
• 高寒环境电子设备：为高寒环境下的电子设备提供可靠的锌离子电池电源。