固態(tài)鋅離子電容器因鋅資源豐富、氧化還原電位低、與水相容性高等優(yōu)勢而成為當前規(guī)模儲能技術的發(fā)展焦點。但存在因固態(tài)電解質與電極之間的界面接觸差導致器件的界面阻抗大、機械穩(wěn)定性弱等缺陷，從而限制了其大規(guī)模生產(chǎn)應用。

　　中國林科院林化所儲富祥研究團隊和蔣劍春院士團隊，從聚合物基體結構和化學錨定與膠黏劑內聚力和界面作用力的構效關系出發(fā)，采用大豆蛋白乳化分散、有機-無機復合、原位共聚等技術，設計和開發(fā)了具有強粘接性能的導電生物基膠黏劑，實現(xiàn)了固態(tài)電解質對無孔鋅金屬電極、多孔碳電極的強粘接。通過耦合導電膠黏劑的粘接和抗凍特性，構建的Zn||CNTs混合電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫電化學性能，在−60℃下輸出39 Wh kg-1的高能量密度和長周期循環(huán)性能(10,000次充/放電循環(huán)后平均庫侖效率為98.4%，容量保持率為98.7%)。在25~−60°C溫度范圍內，混合電容器能夠承受各種機械形變，并在經(jīng)歷20%和30%的拉伸循環(huán)過程中保持穩(wěn)定運行。本研究成果為解決固態(tài)電解質在電極界面上的挑戰(zhàn)提供有效途徑和方法，助推功能型生物基膠黏劑和耐低溫高性能固態(tài)儲能器件的開發(fā)。

　　上述研究成果以“Coupling of Adhesion and Anti?Freezing Properties in Hydrogel Electrolytes for Low?Temperature Aqueous?Based Hybrid Capacitors”為題在線發(fā)表于國際材料科學頂級期刊《Nano-Micro Letters》(一區(qū)Top期刊，IF=26.6)。林化所南靜婭副研究員為論文第一作者，孫月博士研究生為論文共同第一作者。本研究得到江蘇省青年基金(BK20220213)和江蘇省生物質能源與材料重點實驗室基金(JSBEM-S-202210、JSBEM-S-202102)的共同資助。(南靜婭)

　　來源：中國林科院