氟硅烷水凝胶电解质

−80°C 不冻结

通过三氟丙基硅烷分子工程，赋予水凝胶电解质宽温域稳定离子传输，同时抑制高温副反应和低温冻结。

Wang, Xiaoke · Xiangyong, Zhang · Xianbin, Kuang · Dun, Wang · Chang, Caiyun · Jie, Li · Hu, Sanlue · Li, Hai Feng · Cheng Hui-Ming · Han Cuiping

Advanced Energy Materials 2026

参数信息

凝固点

−80 °C

循环寿命（25°C）

4500 h

循环寿命（−20°C）

7600 h

循环寿命（40°C）

1200 h

全电池运行温度范围

−20 to 80 °C

技术优势

-80°C 不结冰

Si─O─Si 交联与 Si─O─Zn 键在低温下促进 Zn²⁺ 传输，凝固点降至 −80°C 以下，电池在 −20°C 循环 7600 小时。

高温不蒸发

─CF₃ 基团抑制高温水诱导的副反应，在 80°C 下压制水分挥发，电池在 40°C 循环 1200 小时。

一步原位聚合可放大

预聚液原位聚合即可制备大面积柔性薄膜，例如 27 cm × 27 cm、厚 0.05 cm。

应用场景

• 水系锌离子电池：直接替代易冻结/易蒸发的水系电解液，让锌电池在 −20°C 至 80°C 全温域工作。
• 固态电池：水凝胶电解质可作为准固态电解质，兼顾固态安全性与高离子电导率。
• 柔性电池：可原位聚合成大面积柔性薄膜（27 cm × 27 cm），适合柔性器件。
• 水凝胶电解质：通过氟硅烷分子工程改造水凝胶网络，同时解决低温冻结与高温失水。