随着便携式和可穿戴电子设备在现代社会中日益普及,对其内置储能系统提出了高能量密度、高功率密度以及机械柔韧性的严苛要求。柔性水系锌离子电池因其本质安全性和成本效益而成为前景广阔的储能方案。然而,此类电池的实际应用受限于较低的能量密度,其主要原因在于二氧化锰阴极材料的利用率不足,通常仅能进行单电子氧化还原反应。
为解决这一核心难题,南京大学姚亚刚教授、港城大洪果教授和安阳师范学院李朝威博士设计了一种新型的酸性水凝胶电解质,并匹配了专用涂层锌阳极,成功实现了锰(Mn2+/MnO2)在完整循环周期内的可逆双电子转换,从而大幅提升了电池的能量密度与循环稳定性。该电池展现了1.9 V的高放电电压、优异的倍率性能和长达1000次的稳定循环,为下一代高能柔性能源存储器件提供了新的解决方案。相关论文以“Acidic Hydrogel Enables Full-Period Mn2+/MnO2 Conversion in High-Energy Quasi-Solid-State Zn-MnO2 Batteries”为题,发表在Advanced Materials。
在传统聚合物材料中,高模量与高阻尼性能往往难以兼得,制约了其在冲击防护与振动控制领域的应用。现有材料大多依赖氢键等弱相互作用,难以在宽频、宽温范围内实现高效能量耗散。如何设计出一种兼具优异力学强度与突出阻尼性能的材料,成为材料科学领域的一项长期挑战。
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