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郭再萍院士最新Nat. Commun.

來源：時間：2023-11-02 09:56:49 瀏覽：1892次

第一作者：Guanjie Li

通訊作者：Shilin Zhang、郭再萍院士

通訊單位：澳大利亞阿德萊德大學(xué)

DOI: 10.1038/s41467-023-42333-z

研究背景

基于電源、傳感器和軟件等開發(fā)的柔性可穿戴和植入式電子器件，可與人體無縫對接并實現(xiàn)對個體生命健康狀況精確監(jiān)測，在軍事、醫(yī)療和運動領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，傳統(tǒng)的紐扣電池或薄膜電池存在體積大、剛性高、生物兼容性差等缺點，難以滿足這類電子器件的供電需求。采用水凝膠生物質(zhì)材料作為電解質(zhì)的鋅離子電池兼具生物相容性和機械柔韌性，被認(rèn)為柔性可穿戴和植入式電子器件的理想動力裝置，但大多數(shù)報道的鋅離子電池難以同時實現(xiàn)柔性、高性能和生物兼容性?；诖耍?/span>阿德萊德大學(xué)郭再萍院士授和Shilin Zhang等人報道了利用透明質(zhì)酸（HA）制備了具有生物相容性的水凝膠電解質(zhì)，并實現(xiàn)對負(fù)極表面Zn腐蝕、成核和生長行為的調(diào)控，使得Zn負(fù)極表面始終保持均勻致密的狀態(tài)。得益于這些優(yōu)點，基于該凝膠電解質(zhì)制備的半/全電池均展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，其中Zn//Zn對稱電池在1 mA cm^-2的電流密度下具有99.71%的庫侖效率（CE）和超5500 h的循環(huán)壽命，而Zn//LiMn₂O₄柔性軟包電池在3°C下循環(huán)1000次后的容量保持率仍高達82%。本工作提出的生物質(zhì)凝膠電解質(zhì)在生物相容性能源和其他領(lǐng)域提供了巨大的潛力。