yl8cc永利线路检测中心贾殿赠教授团队Angewandte Chemie International Edition：一体化可拉伸柔性锌-空气电池构筑
受限于高拉伸电极的制备难题与电极/电解质界面稳定性不足，可拉伸柔性锌-空气电池（FZABs）的研究仍相对有限。外延式拉伸结构设计为FZABs的核心构筑策略之一：将水凝胶电解质、锌箔负极与催化碳布正极构成的电池单元封装集成于硅橡胶、镂空弹性二氧化硅等柔性基底之上，依托基底的弹性形变间接赋予器件可拉伸性能。另一类策略为构建本征型可拉伸组件：正极采用负载催化剂的波浪形碳纳米管（CNT）纸并匹配水凝胶电解质；负极侧已报道的方案包括锌弹簧、电镀锌的波浪形CNT纸以及锌涂覆型VHB弹性体基底等。然而，将本征可拉伸的正极、负极及电解质组装成界面稳固的一体化可拉伸FZABs，目前鲜有报道。凝胶聚合物电解质（GPEs）作为连接锌负极与催化正极的核心介质，对保障FZABs的离子传输效率、机械柔性与运行安全性至关重要。传统PVA-KOH水凝胶凭借高离子电导率与良好的柔韧性得到广泛应用，但其温度适应性不足。相比之下，基于低共熔溶剂（DESs）制备的低共熔凝胶不仅可突破水基电解质在极端温度下易冻结、易蒸发的局限，还可借助DESs体系中丰富的极性基团有效抑制析氢、电极腐蚀与锌枝晶生长等副反应，有效改善电极-电解质界面相容性，为构建高稳定性、宽温域的一体化FZABs提供理想的解决方案。
yl8cc永利线路检测中心贾殿赠教授等人设计了乳酸/乙二醇-聚乙烯醇（LA/EG-PVA）低共熔凝胶，该凝胶可同时作为电解质、锌阳极载体与催化阴极基底，用于构筑一体化可拉伸自修复FZABs。乳酸分子中的-COOH与-OH可与EG、PVA链上的-OH形成多重氢键，构建出致密的交联网络结构，赋予低共熔凝胶优异的界面黏附性，从而实现电极与电解质之间的稳固接触。同时，体系中的大量极性基团可通过氢键作用束缚水分子，可有效抑制析氢与电极腐蚀等副反应；此外，乳酸与Zn(OH)42-之间的强静电相互作用可诱导锌均匀沉积，进而抑制锌枝晶生长与电极钝化。该一体化FZABs集成了优异的拉伸性（100%应变）、损伤自修复能力及宽温域耐受性（-40至100 oC），即使在拉伸形变或切割修复后，仍能保持稳定的电化学输出。这种高度集成的设计策略有效简化了器件结构，为未来高性能一体化可拉伸储能器件的开发提供了重要的理论依据与技术范式。
【研究亮点】
· 以高黏附性LA/EG-PVA低共熔凝胶为基体，通过复合锌粉与碳纳米管构筑本征型可拉伸锌阳极，负载Co(CN)3催化剂、碳纳米管及银纳米线构筑复合催化阴极；以该凝胶自身作为电解质介质，实现正负极与电解质的无缝界面集成，最终制备出全本征一体化可拉伸FZABs。
· 得益于乳酸分子中-COOH与-OH的协同效应，低共熔凝胶电解质对水分子具有强束缚能力，可将体系中部分自由水转化为结合水，显著抑制锌负极表面的析氢与腐蚀副反应；同时，乳酸与Zn(OH)42-的强静电相互作用可有效调控其扩散行为与沉积动力学，从而抑制锌枝晶生长与电极钝化。
· 利用LA/EG-PVA凝胶内部动态氢键网络的可逆断裂-重构特性，实现凝胶力学强度与离子传输通道的双重自修复；得益于该特性，自修复后的器件在拉伸形变下仍能够保持稳定的电化学性能并维持正常工作。
· 利用LA/EG-PVA凝胶中乳酸-COOH/-OH与EG、PVA及H2O形成的强而密集可逆氢键网络，固定水分子并稳定聚合物骨架，从而在宽温域内维持高离子电导与稳定电极/电解质界面，使全一体可拉伸锌空电池在-40至100 oC下分别实现19.9和约33 mW cm-2的功率输出并稳定放电。
相关研究成果以“All-in-One Stretchable Flexible Zinc-Air Battery Enabled by Eutectogel-Derived Electrolyte and Electrodes”为题发表在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上。本文第一作者为博士研究生郑亚芬，通讯作者为贾殿赠教授和吴冬玲教授，通讯单位为yl8cc永利线路检测中心。
文献链接：https://doi.org/10.1002/anie.6217043
