吉林大学杨春成/张红/鹿可等综述:配位-熵调控框架,宽温锌离子电池水凝胶电解质的统一设计
计算材料学
2026-07-26 22:38
文章摘要
本文系统研究了宽温锌离子电池水凝胶电解质的统一设计方法。背景方面,传统水系锌离子电池在低温下因水结冰和氢键网络有序化导致离子传输受阻,高温下因水分蒸发和副反应加剧,导致电极/电解质界面不稳定,而现有研究缺乏统一的设计框架。研究目的是提出配位-熵调控(C-E)框架,以统一解释宽温下溶剂化热力学、离子传输和界面动力学之间的关系。结论表明,配位调控通过改变Zn²⁺局部配位环境,削弱Zn²⁺–H₂O相互作用并促进脱溶剂化;熵调控通过增加离子构型、氢键状态和网络构象的可达性,抑制低温有序结冰并维持高温结构稳定。文章总结了聚合物、锌盐、共溶剂、功能填料及多尺度集成调控策略,并展望了原位表征、理论模拟和实际应用方向,为宽温、高安全水系锌离子电池提供了机制导向的设计路线。
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