倪萌/王克亮AEM：极端条件下工作的柔性锌基电池的多功能水凝胶

锌基电池由于其高容量、低成本和本质安全性而成为柔性储能的潜在候选者。具有饱和水性溶剂的水凝胶电解质可以提供卓越的电化学性能，同时为锌基电池保持令人满意的柔性。过去几十年见证了它们的快速增长。然而，在极端条件下使用水凝胶电解质的锌基电池的研究仍处于早期阶段，许多技术问题仍有待解决。

香港理工大学倪萌、北京理工大学王克亮、美国加州大学圣地亚哥分校Jinhye Bae等人在这篇综述中，系统回顾了极端工作条件（即低温、高温和机械变形）对水凝胶电解质和制造的锌基电池的影响。相应地，也提出了多种解决方案并讨论了它们当前面临的挑战。

图1 高盐浓度防冻水凝胶电解质

首先讨论了水凝胶电解质在锌基电池中的应用的物理和化学性质。然后回顾和分析了在极高/低温或变形条件下制备水凝胶电解质和柔性锌基电池的策略及其行为。此外，还提出了适用于所有这些极端条件的全能水凝胶电解质的设计策略。最后讨论了锌基电池水凝胶电解质的挑战和未来方向的观点。

图2 盐和多元醇添加剂对水凝胶网络的改性

基于上述讨论，突出了以下潜在的未来研究方向：1）考虑到添加剂不足和过量都无效，平衡添加剂和优化组合策略成为一个很好的解决方案；2）鼓励为高压柔性水系锌基电池开发新的廉价且有效的策略；3）投入更多精力全面了解电极/电解质界面；4）开发与水凝胶电解质兼容的基于生物材料的电极，以构建更环保的柔性电池；5）除了本综述中讨论的极端条件外，还需要考虑其他极端条件，例如，高湿度环境、水下应用、高压和高盐度、高CO₂浓度等。

Multi-Functional Hydrogels for Flexible Zinc-Based Batteries Working under Extreme Conditions. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101749

倪萌/王克亮AEM：极端条件下工作的柔性锌基电池的多功能水凝胶

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