随着可穿戴电子设备（如智能传感器、电子皮肤、折叠手机等）的快速发展，对与之配套的柔性电源系统提出了更高要求：高安全性、高能量密度、良好的机械柔性和环境友好性。传统的锂离子电池和钠离子电池因使用易燃有机电解质存在安全隐患，且成本较高，限制了其在柔性电子器件中的应用。水系锌离子电池（AZIBs）因其使用水性电解质，具备高安全性、高离子电导率、低成本等优势，成为研究热点。然而，液态电解质易泄漏、易引发锌枝晶、析氢反应、电极溶解等问题。为克服这些缺陷，将液态电解质替换为凝胶电解质，获得兼具高柔性与安全性的柔性水系凝胶态锌离子电池（FAGZIBs），成为柔性电子器件理想的供能设备。
近期，南京大学姚亚刚教授联合安阳师范学院李朝威副教授在《Advanced Functional Materials》期刊发表了题为“Rational Constructions of High-Performance Flexible Aqueous Gel-State Zinc Ionic Batteries”的综述文章。文章系统梳理了FAGZIBs的组成结构、储能原理、柔性机制、当前面临的挑战及解决策略，并重点介绍了其在多功能集成（如可压缩、可拉伸、自愈合、电致变色、自充电等）和可穿戴电子器件中的应用，如图1所示。文章旨在为FAGZIBs的研究与开发提供一定的借鉴。
要点一：水系凝胶态柔性锌离子电池的组成
FAGZIBs通常由柔性封装材料、柔性导电集流体、柔性锌负极、柔性正极和凝胶电解质构成。本文分别选择代表性的案例进行详细阐述和评论，如图1所示。
图1.水系凝胶态柔性锌离子电池的组成及代表性举例
要点二：水系凝胶态柔性锌离子电池的储能机制和柔性机理
一般情况下，正极材料的电化学储能机制可分为离子从正极活性材料中的嵌入/脱出、转化反应和配位反应。负极材料的电化学储能机制可分为离子从负极活性材料中的嵌入/脱出和金属锌的剥离/沉积。柔性机理是如何降低机械应力，一般可分为通过降低材料厚度、引入孔隙、构建阵列或微裂纹结构、设计波形/岛桥/折纸等结构，分散应力，提升柔韧性，如图2所示。
图2. FAGZIBs的储能机理以及柔性机理
要点三：存在的问题及相关的解决策略
要点四：总结与展望
本文对FAGZIBs的研究进展进行了全面系统的综述：FAGZIBs的组成和结构，储能机制和柔性机理，存在问题和解决方案，以及FAGZIBs的最新进展和实际应用。尽管在提高FAGZIBs性能方面取得了一些重大进展，但是FAGZIBs的发展仍处于起步阶段。因此，一些进一步的研究值得关注 (如图5所示)。1、电池性能和机械柔性的平衡；2、多功能性；3、评价标准；4、先进表征和原位表征；5、人工智能赋能FQAZIBs的发展；6、应用市场的扩展，如图3所示。
图3. FAGZIBs面临的挑战和未来方向
原文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202423311
相关进展
南京大学姚亚刚教授/北京大学张锦院士团队 Sci. Adv.：新方法、新结构助力可穿戴能量存储
南京大学姚亚刚教授团队 Adv. Mater.：分子工程使具有离子跳跃迁移和自愈性的水凝胶电解质向无枝晶锌负极发展
高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
点
这里“阅读原文”，查看更多