为了最大限度地输出能量，锌水基电池被推到远远超过水电解液热力学稳定性极限的极端电位。要使水电池具有稳定性和动力学可逆性，需要电极/电解液界面上的中间相。尽管低浓度水凝胶被认为是很有前途的聚电解质，但水凝胶/电极界面上的界面相的缺乏严重阻碍了水电池在极端电位下工作。

近日，浙江大学高超教授开发了一种引发剂体系作为交联剂，使水凝胶聚电解质在25℃、黑暗条件下原位自发形成中间相。

文章要点

1）这使得水凝胶聚电解质的电化学稳定窗口展宽到3.5V以上，并且该引发体系使所设计的水凝胶成为单离子导体，将离子电导率提高到≈280ms cm−1。

2）这种水凝胶推动Zn//LiMn₂O₄电池在0.2V到2.7V的电压窗口中稳定运行，并提供高能量密度(例如，471 WH kg_LiMn2O4⁻¹，2.2 mg_LiMn2O4 cm⁻²；203 WH kg_LiMn2O4⁻¹，7.1 mg_LiMn2O4 cm⁻²)和优异的倍率性能(例如，0.11 C时为410 mAh g⁻¹，57 C时为50 mAh g⁻¹，2.2 mg_LiMn2O4 cm⁻²；0.7 C时为175 mAh g⁻¹，7.5 C时为70 mAh g⁻¹，7.1mg_LiMn2O4 cm⁻²)。

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Tianfeng Qin, et al, Low-Concentration Hydrogel Polyelectrolyte with In Situ Formed Interphases Enables 2.7 V Aqueous Pouch Cell, Adv. Energy Mater. 2023,

DOI: 10.1002/aenm.202300733

https://doi.org/10.1002/aenm.202300733