隨著便攜式和可穿戴電子設備在現代社會中日益普及,對其內置儲能系統提出了高能量密度、高功率密度以及機械柔韌性的嚴苛要求。柔性水系鋅離子電池因其本質安全性和成本效益而成為前景廣闊的儲能方案。然而,此類電池的實際應用受限于較低的能量密度,其主要原因在于二氧化錳陰極材料的利用率不足,通常僅能進行單電子氧化還原反應。
為解決這一核心難題,南京大學姚亞剛教授、港城大洪果教授和安陽師范學院李朝威博士設計了一種新型的酸性水凝膠電解質,并匹配了專用涂層鋅陽極,成功實現了錳(Mn2+/MnO2)在完整循環周期內的可逆雙電子轉換,從而大幅提升了電池的能量密度與循環穩定性。該電池展現了1.9 V的高放電電壓、優異的倍率性能和長達1000次的穩定循環,為下一代高能柔性能源存儲器件提供了新的解決方案。相關論文以“Acidic Hydrogel Enables Full-Period Mn2+/MnO2 Conversion in High-Energy Quasi-Solid-State Zn-MnO2 Batteries”為題,發表在Advanced Materials。
在傳統聚合物材料中,高模量與高阻尼性能往往難以兼得,制約了其在沖擊防護與振動控制領域的應用?,F有材料大多依賴氫鍵等弱相互作用,難以在寬頻、寬溫范圍內實現高效能量耗散。如何設計出一種兼具優異力學強度與突出阻尼性能的材料,成為材料科學領域的一項長期挑戰。
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