近期，哈工大深圳校區(qū)理學(xué)院何思斯教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在柔性全聚合物水系電池研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，研究成果以《用于可持續(xù)柔性電源的高能量、持久型全聚合物水系電池》(Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power)為題，發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上。
 

　　隨著以可穿戴設(shè)備為首的新興電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，傳統(tǒng)商業(yè)鋰離子電池因其剛性結(jié)構(gòu)難以滿足柔性需求，且其存在熱失控和有機(jī)電解液泄漏等安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，亟需開發(fā)安全、柔性的高性能電池，以適應(yīng)各種柔性可穿戴設(shè)備的用電需求。柔性全聚合物水系電池以其本征安全和柔性的優(yōu)勢(shì)，成為替代鋰電池的理想選擇。然而，柔性全聚合物水系電池仍面臨電壓窗口限制導(dǎo)致能量密度低、聚合物電極穩(wěn)定性差以及電極與電解質(zhì)作用機(jī)制不明等問題。
 

　　為解決這些問題，何思斯教授及其團(tuán)隊(duì)基于聚苯胺開發(fā)出一種全新的柔性全聚合物水系電池。該研究采用環(huán)境友好的聚合物-水系電解液，首次實(shí)現(xiàn)了聚苯胺在水系電解液中通過穩(wěn)定存儲(chǔ)陽(yáng)離子作為負(fù)極材料的應(yīng)用，并驗(yàn)證了其作為對(duì)稱電極的可行性，從而簡(jiǎn)化了電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了高性能、長(zhǎng)壽命的柔性全聚合物水系電池。這種柔性全聚合物水系電池具有優(yōu)異的加工性，可以滿足纖維狀和平面柔性器件的制備需求，有效滿足多樣化場(chǎng)景應(yīng)用。該電池在保證優(yōu)異電性能的同時(shí)，展現(xiàn)出高度的柔性與形變穩(wěn)定性。未來，這項(xiàng)技術(shù)有望推動(dòng)可持續(xù)柔性儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展。
 

　　哈工大深圳校區(qū)為論文第一完成單位。哈工大深圳校區(qū)理學(xué)院何思斯教授、浙江大學(xué)范修林研究員為共同通訊作者。
 

　　柔性全聚合物水系鈉離子電池示意圖、柔性全聚合物纖維水系電池的制備流程和柔性電池的應(yīng)用展示