【儀表網 研發快訊】近期，哈工大深圳校區理學院何思斯教授帶領的研究團隊在柔性全聚合物水系電池研究領域取得突破性進展，研究成果以《用于可持續柔性電源的高能量、持久型全聚合物水系電池》(Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power)為題，發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。
隨著以可穿戴設備為首的新興電子領域的快速發展，傳統商業鋰離子電池因其剛性結構難以滿足柔性需求，且其存在熱失控和有機電解液泄漏等安全風險。因此，亟需開發安全、柔性的高性能電池，以適應各種柔性可穿戴設備的用電需求。柔性全聚合物水系電池以其本征安全和柔性的優勢，成為替代鋰電池的理想選擇。然而，柔性全聚合物水系電池仍面臨電壓窗口限制導致能量密度低、聚合物電極穩定性差以及電極與電解質作用機制不明等問題。
為解決這些問題，何思斯教授及其團隊基于聚苯胺開發出一種全新的柔性全聚合物水系電池。該研究采用環境友好的聚合物-水系電解液，首次實現了聚苯胺在水系電解液中通過穩定存儲陽離子作為負極材料的應用，并驗證了其作為對稱電極的可行性，從而簡化了電池的結構設計，成功實現了高性能、長壽命的柔性全聚合物水系電池。這種柔性全聚合物水系電池具有優異的加工性，可以滿足纖維狀和平面柔性器件的制備需求，有效滿足多樣化場景應用。該電池在保證優異電性能的同時，展現出高度的柔性與形變穩定性。未來，這項技術有望推動可持續柔性儲能領域的發展。
哈工大深圳校區為論文第一完成單位。哈工大深圳校區理學院何思斯教授、浙江大學范修林研究員為共同通訊作者。
柔性全聚合物水系鈉離子電池示意圖、柔性全聚合物纖維水系電池的制備流程和柔性電池的應用展示
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