压电梯度电解质

宽温高稳定

利用压电填料的不对称分布构建内建梯度电场，同时抑制锌枝晶并改善界面接触，实现锌电池在宽温域下的长循环稳定性。

Xinyu, Wang · Ying, Yiran · Yuanbiao, Gong · Chen, Shengmei · Wang, Shuyun · 王维佳 · Zapien, Juan Antonio · 马龙涛 · Zhu M.

Energy Storage Materials 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '1.39', 'en': '1.39'} mS·cm⁻¹

Zn²⁺迁移数

{'zh': '0.69', 'en': '0.69'}

Zn||Zn对称电池循环寿命

{'zh': '1500', 'en': '1500'} h

Zn||MnO₂全电池循环寿命

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

工作温度范围

{'zh': '-30 to 60', 'en': '-30 to 60'} °C

技术优势

枝晶被压制

面向锌负极一侧富集BTO填料，其高介电常数和局域极化促进锌盐解离并产生定向电场，均匀化Zn²⁺通量，从而抑制枝晶形成。

界面接触好

阴极侧采用富聚合物软相、BTO含量较低的设计，提供了良好的界面顺应性和更低的接触电阻，有利于高效离子传输。

耐宽温变化

得益于梯度结构和压电效应，电池在−30 °C至60 °C范围内均能可靠工作，适应严苛环境。

应用场景

• 锌离子电池：用梯度压电电解质解离锌盐并均匀化锌离子通量，显著提升离子导电率和循环寿命。
• 水系锌电池：通过界面工程抑制锌枝晶生长，使水系锌电在宽温域下也能长寿命稳定运行。
• 柔性储能器件：聚合物基体和梯度结构提供柔韧性，可适配弯曲或形变条件下的柔性器件。
• 宽温域储能：压电梯度电解质在−30 °C至60 °C内保持稳定离子传输，满足宽温域储能需求。