再也不怕冬天!罗勇锋/袁利萍/廖萌研制出-67℃不结冰的“万能凝胶”
纳米人
2026-05-10 17:53
文章摘要
本文针对传统水凝胶电解质在零下温度结冰导致性能失效的难题,提出了一种“离子和氢键双重锁定”协同策略,成功研制出凝固点低至-67.4℃的全气候水凝胶电解质。该策略通过双盐系统形成“离子锁”,利用竞争性水合作用抑制冰核形成;同时利用超支化聚合物网络构筑“氢键锁”,从动力学上限制冰晶生长。这种设计实现了高离子电导率(室温8.26 S/m,-30℃下3.01 S/m)、优异机械性能(拉伸强度35.3 kPa)和自愈合能力(室温恢复率92.7%)的协同提升。组装的柔性超级电容器电压窗口扩至1.6 V,能在-30℃至50℃宽温区稳定运行,-30℃下经15000次循环后仍保持70.7%容量。研究表明,该双锁策略具有普适性,有望推广至锌离子电池等其他柔性储能体系。
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