Adv. Mater.：自发自愈性合、全向本征可拉伸性的全低共熔凝胶软电池

锂电联盟会长 2022-12-02

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传统能源存储器件由于受到材料本身固有刚性的限制和制造工艺的可行性要求，通常具有有限的可拉伸性，在反复弯曲、拉伸和电化学循环过程中，容易发生机械损伤从而降低电化学性能。对此，全电池水平的自愈性对于恢复其机械完整性和电化学功能尤为重要。尽管自愈可拉伸材料的研究取得了显著进展，但使电池每一组分都具有本征的自愈性、优异的可拉伸性和合适的机械强度，同时又保持多组分之间有效的电荷传输和优异的界面粘附性，仍是一项极具挑战性的工作。

近期，河南工业大学李晶晶博士与郑州轻工业大学刘春森教授共同合作，提出了一种全组分低共熔凝胶的材料设计和器件组装策略，通过低共熔凝胶电解质、正极、负极和基底的自键合相互作用制备了首例全低共熔凝胶软电池 (AESB)。该电池具有优异的全向本征拉伸性 (>1000%面积应变)、全电池自发自愈性以及高低温耐受性 (–20 ~ 60 °C)。在不需要任何外界刺激的情况下，AESB可以在全电池水平上有效地恢复其力学和电化学性能，并能够实时自修复灾难性的机械损伤。同时，AESB具有优异的用户可定制性，可根据需求构筑任意形状的三维电池，为未来可穿戴技术和嵌入式能源技术的发展提供了良好的材料平台。

图1. 全低共熔凝胶软电池的设计构筑。

图2. 全低共熔凝胶软电池的力学和电化学性能。

图3. 全低共熔凝胶软电池的机械和电化学自愈性以及用户自定制性。

这一成果近期发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是谷超男博士和王梦珂同学。

相关研究得到了国家基金委(22072138，U190425, 21802033)以及河南省教育厅(20IRTSTHN003)的资助。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

A Full-Device Autonomous Self-Healing Stretchable Soft Battery from Self-Bonded Eutectogels

Chaonan Gu, Mengke Wang, Kaihuang Zhang, Jingjing Li*, Yi-Lin Lu, Yihan Cui, Yunfei Zhang, Chun-Sen Liu*

Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202208392

刘春森教授简介

刘春森，教授，理学博士，博士生导师，河南省表界面科学重点实验室副主任，教育部新世纪优秀人才，河南省特聘教授，河南省科技创新杰出青年，河南省科技创新杰出人才，河南省高校科技创新团队带头人，河南省优秀青年科技专家，河南省化学会/河南省化工学会理事。

主要从事多元分子基功能材料的研究，包括纳米结构化凝胶软材料及MOF基多孔材料等。近年来，主持完成国家自然科学基金项目5项，省部级重要人才项目4项，获河南省科技进步二等奖2项。截至目前已在J. Am. Chem. Soc., Angew Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Adv. Funct. Mater., Coord. Chem. Rev. 等国际学术期刊上发表论文160多篇，其中影响因子>10.0的32篇， ESI高被引论文8篇，总被引用>6000次。入选英国皇家化学会Top 1%高被引中国作者（2018），全球前2%顶尖科学家榜单（2022，化学类，斯坦福大学发布）。已获授权发明专利32项。

https://www.x-mol.com/university/faculty/54013

李晶晶博士简介

李晶晶，女，博士，副教授，2016年6月毕业于天津大学，2014-2016年在美国乔治城大学联合培养。2016年7月起就职于河南工业大学。

研究领域是多功能纳米结构化凝胶材料的可控构筑及应用研究。在相关领域发表SCI论文30余篇，包括以第一/通讯作者发表的Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Adv. Funct. Mater.、Coord. Chem. Rev.等。主持国家自然科学基金青年基金项目1项，河南省科技厅项目2项。获授权发明专利3项。作为副主编参编高等教育出版社“十三五”江苏省高等学校重点教材《能源化学》1部。

锂电联盟会长向各大团队诚心约稿，课题组最新成果、方向总结、推广等皆可投稿，请联系：邮箱ibatteryalliance@163.com。

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