现代社会日益增长的能源需求促进了具有长循环寿命和高能量效率的锂离子电池的迅速发展，但其低能量密度、高成本和安全性等挑战阻碍了其广泛应用。相比之下，锌空电池由于具有高能量密度、低成本和环境友好性等优势有望成为下一代关键储能体系。锌空电池由锌负极、空气正极和电解质三部分构成。目前大部分研究致力于发展正负极材料来改善锌空电池的性能。其中电解质作为关键组分，通过电极之间的离子传输及界面化学影响电池性能。鉴于常用的水系电解质泄露和挥发等问题，而且储存电解液的刚性结构和庞大体积使得锌空电池很难用于便携式器件。因此聚合物基电解质逐渐吸引了各方关注。然而，锌空电池的半开放体系也不可避免导致严重的水损失问题，从而导致电解质以及电池失效。因此实现长循环寿命和高稳定性的可充固态电池具有较大挑战。
图1. PAM/SA/KI水凝胶：（a）合成过程，（b）离子传输示意图，（c）扫描电镜，（d）红外光谱。
图2. PAM/SA/KI水凝胶：（a）电解液吸收能力，（b）保水能力，（c）电导率，（d）应力应变曲线。
图3. 开放电池：（a）恒流放电曲线，（b）PAM/SA/KI基电池在不同弯曲角度下的恒流充放电曲线，（c）恒流充放电曲线。密闭电池：（d）恒流放电曲线，（e）恒流充放电曲线，（f）可再生性。
图4. （a）Pt/C+RuO2催化剂在O2- 或 Ar-饱和的电解质中的LSV曲线，（b）不同充放电时间的 KOH/Zn(Ac)2 /KI 溶液的紫外可见光谱，（c）PAM/SA/KI基电池循环后的锌负极表面SEM图像，（d）不同电解液的Raman光谱（黑色：Zn2+, 绿色：O, 粉色：H, 蓝色：I-）。
总之，该工作提出了一个新的锌空/碘杂化电池的概念，为未来发展高性能的储能和转换技术提供了参考与指导。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202210567
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