丝素蛋白杂化水凝胶电解质实现?60至60 °C宽温域高稳健水系锌离子电池

《Chemical Science》：A silk fibroin hybrid hydrogel electrolyte enables highly robust aqueous zinc-ion batteries from -60 to 60 °COpen Access

　　

水系锌离子电池（AZIBs）能够实现安全且可持续的大规模储能，但受到枝晶生长、寄生反应和耐温性差等因素的限制。本文报道了一种多功能丝素蛋白/聚丙烯酰胺水凝胶电解质（SF/PAM-HGE），可在?60至60 °C范围内实现稳定的锌电化学行为。丝素蛋白（SF）β-折叠介导的网络重构增强了水凝胶电解质的机械性能，而SF丰富的极性基团破坏了水分子间的氢键，赋予水凝胶宽温度范围的适应能力。此外，由SF亲锌极性基团调控的配位环境调节了Zn2+溶剂化结构，促进了Zn2+的方向性传输，并协同界面优先吸附实现引导式均匀沉积，从而抑制枝晶生长和副反应。因此，SF/PAM-HGE赋予对称锌电极为宽温度范围内稳定的锌沉积/剥离性能。锌||聚苯胺（PANI）电池在?40 °C下实现18000次循环，容量保持率接近100%，并在?60至60 °C范围内稳定运行。此外，四电子锌||碘（I2）电池提供391.6 mAh g?1的比容量并循环超过8000次。软包电池同样表现出优异的循环性能，面容量高达3.96 mAh cm?2。本工作为水凝胶电解质的分子-网络设计提供了策略，以实现全气候可靠的AZIBs。

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? 2026 作者(s)。由英国皇家化学会出版

2026

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