MF骨架LDHs@PVA凝胶电解质

离子电导率 138.87 mS cm⁻¹

将高取向LDH阵列原位集成于三聚氰胺泡沫骨架中，同时实现高离子电导和强保水能力

Yonghang, Zeng · Yanhong, Gong · Wenhao, Wang · Xinglong, Song · 熊东彬 · 杜岳 · 周莉娜 · Yi, Cao · 占发琦 · 刘易斯

Green Chemistry 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '138.87', 'en': '138.87'} mS cm⁻¹

循环寿命

{'zh': '36', 'en': '36'} h

功率密度

{'zh': '61.4', 'en': '61.4'} mW cm⁻²

技术优势

超高离子电导

三维多孔MF骨架中定向LDH阵列提供了连续的氢氧根快速传输路径，使GPE的离子电导率达到138.87 mS cm⁻¹，比纯PVA提高一个数量级以上。

持久保水不干涸

LDH的羟基与MF/PVA链之间共价交联形成氢键网络，锁住水分子，电解质在空气中放置72小时后仍保持湿润和柔性。

抑制锌枝晶

LDHs/MF的层状结构改善了电极/电解质界面相容性和电荷均匀性，从而部分抑制了锌枝晶的形成。

极端条件稳定工作

组装的夹层电池在弯曲、折叠等极端工况下无显著电化学性能衰减，证明了其机械柔韧性和界面稳定性。

应用场景

• 柔性锌空气电池：用该凝胶电解质膜替代传统液态电解质和隔膜，简化柔性电池封装，同时提升循环寿命和功率。
• 柔性可穿戴器件：在弯曲、折叠等动态形变下保持稳定供电，适合集成到智能衣物、电子皮肤等可穿戴系统。
• 固态电解质：作为准固态电解质，消除漏液风险，同时提供与液态相当的离子电导率。
• 凝胶电解质：利用该GPE的高保水性和机械柔韧性，解决纯PVA凝胶易失水变脆、电导率低的问题。