COF水凝胶质子电解质

高质子传导柔性

将两性离子磺基甜菜碱功能化共价有机框架与PVA水凝胶网络结合，在常温高湿下实现质子电导率超过10⁻² S·cm⁻¹，同时保持优异的机械柔韧性。

Zhang, Guoqin · Si-Liu, Wang · Sheng, Zhang · Chun-Yu, Liu · Tong, Yuanbo · Luo, Hongbin · Liu, Yangyang · 任小明

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

质子电导率

{'zh': '> 10⁻²', 'en': '> 10⁻²'} S·cm⁻¹

电化学稳定窗口

{'zh': '3.61', 'en': '3.61'} V

比容量

{'zh': '79.8', 'en': '79.8'} mAh·g⁻¹

容量保持率

{'zh': '75.4', 'en': '75.4'} %

技术优势

电导率够高

两性离子磺基甜菜碱基团提供了丰富的质子跳跃位点，在常温高湿下实现超过10⁻² S·cm⁻¹的质子电导率，满足高性能质子电池对电解质的要求。

电压窗宽

3.61 V的电化学稳定窗口使电解质能够匹配多种电极材料，支撑更高能量密度的电池设计。

能反复弯折

PVA三维交联网络保证机械完整性和保湿性，电池在反复弯曲下仍保持稳定性能，适合可穿戴应用。

循环寿命长

在1.0 A·g⁻¹下循环1000次后容量保持75.4%，显示了长期工作的可靠性。

应用场景

• 柔性质子电池：用它替代传统液态电解质，直接组装可弯折的高安全电池。
• 柔性电子器件：作为柔性供能部件，让电子器件在弯折时不断电。
• 可穿戴储能：作为贴身穿戴设备的储能单元，兼顾安全与形变耐受。
• 电池电解质：替换传统电解液，简化封装并提供机械支撑。