随着储能需求的飙升，人们迫切需要能够应对极端条件的电池。为可穿戴设备软性机器人等快速发展的系统提供安全稳定的电池，在医疗保健领域发挥重要作用、能源、环境和机器的自主性和智能起着关键作用。为了实现这一目标，人们开发了新的软电解质材料(包括隔膜)非常重要的是，这些材料可以保持高离子电导率，并承受冲击，以防止短路和阻止枝晶生长，从而在很宽的温度范围内保持电池的稳定性。使用有机电解质的锂电池面临着存储元件(如钴)有限、毒性、高反应性和可燃性，并且含水锌电池本质上是安全的、近年来，环境友好和低生产成本引起了人们极大的兴趣。

这里，来自加利福尼亚大学的XiminHe团队使用了共不溶性和“盐析”在两者的协同作用下，制备了具有独特多孔结构的聚(乙烯醇)PVA)水凝胶电解质。特别地，醋酸钾(KAc)与醋酸锌(ZnAc2)与混合盐溶液结合“盐析”通过离子促进链聚合有效增韧PVA水凝胶。水凝胶电解质同时结合了高强度(抗拉强度15.6MPa)耐冻性(−77°C)高传质(低10倍过电位)和副反应，实现锌离子电池3万次稳定循环相关论文以题为“Tough hydrogel electrolyte forAnti-Frozen zinc-Ion battery”发表在Advanced materials上。

图1.通过共不溶解和“盐析”强抗冻水凝胶电解质是通过以下物质的协同作用实现的。A)制造原理图。B)水凝胶电解质照片。C)水凝胶条举起500克重量的照片显示了它的强度。D)在30°C下扭曲的水凝胶条的照片显示了它们的抗冻性。

盐析”和共非溶剂化的协同效应。A)共非溶剂化-盐析”水凝胶和仅共溶水凝胶的应力-应变曲线。共非溶剂化-盐析”水凝胶和仅“盐析”水凝胶的拉伸B)和压缩C)试验。D)开放电池水凝胶(来自共非溶剂化)的照片显示光滑和平坦的表面。E,G)分别是开孔和半闭孔水凝胶的SEM图像。F,H)20℃和25℃下由开放电池和半封闭电池水凝胶电解质制成的Zn||Zn对称电池的电压曲线。I-K)25°C和-不同溶液的水凝胶在30℃下的拉伸试验结果。

Zn||PVA-416 | | 25℃时的PANi电池、20℃和-30℃时的电化学性能。A-C)电池的倍率性能。D-F)电池充放电曲线。G-I)电池循环性能。图示为不同循环下的充放电曲线。

水凝胶电解质的机械和韧性实现了耐用的柔性电池。A)软包电池示意图。B)锤击测试装置。C)玻璃纤维隔膜和聚乙烯醇-416撞击后的照片。D)将水凝胶电解质的性能与当前技术水平的雷达图进行比较。E)汽车在软电池上行驶的照片。

综上所述，本文提出了一种使用KAc的方法/ZnAc2溶液的共非溶剂和“盐析”协同作用，制剂具有抗冻性、高机械韧性、增强质量传输、抑制枝晶和副反应的水凝胶电解质方法。由这种水凝胶电解质制成的准固态防冻电池用于-20°C、2Ag-1显示出超过30，000次循环的超高容量保持率，并且可以承受锤子或车辆的反复冲击。遵循这一战略，该平台可与其他盐和工艺一起扩大规模，用于更广泛的电池系统。这项工作可能拓宽软电子器件的应用条件，并为下一代柔性电池提供一种新的思路。