傳統(tǒng)能源存儲(chǔ)器件由于受到材料本身固有剛性的限制和制造工藝的可行性要求，通常具有有限的可拉伸性，在反復(fù)彎曲、拉伸和電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中，容易發(fā)生機(jī)械損傷從而降低電化學(xué)性能。對(duì)此，全電池水平的自愈性對(duì)于恢復(fù)其機(jī)械完整性和電化學(xué)功能尤為重要。盡管自愈可拉伸材料的研究取得了顯著進(jìn)展，但使電池每一組分都具有本征的自愈性、優(yōu)異的可拉伸性和合適的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)又保持多組分之間有效的電荷傳輸和優(yōu)異的界面粘附性，仍是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。

近期，河南工業(yè)大學(xué)李晶晶博士與鄭州輕工業(yè)大學(xué)劉春森教授共同合作，提出了一種全組分低共熔凝膠的材料設(shè)計(jì)和器件組裝策略，通過(guò)低共熔凝膠電解質(zhì)、正極、負(fù)極和基底的自鍵合相互作用制備了首例全低共熔凝膠軟電池 （AESB）。該電池具有優(yōu)異的全向本征拉伸性 （》1000%面積應(yīng)變）、全電池自發(fā)自愈性以及高低溫耐受性 （–20 ~ 60 °C）。在不需要任何外界刺激的情況下，AESB可以在全電池水平上有效地恢復(fù)其力學(xué)和電化學(xué)性能，并能夠?qū)崟r(shí)自修復(fù)災(zāi)難性的機(jī)械損傷。同時(shí)，AESB具有優(yōu)異的用戶可定制性，可根據(jù)需求構(gòu)筑任意形狀的三維電池，為未來(lái)可穿戴技術(shù)和嵌入式能源技術(shù)的發(fā)展提供了良好的材料平臺(tái)。

圖1. 全低共熔凝膠軟電池的設(shè)計(jì)構(gòu)筑。

圖2. 全低共熔凝膠軟電池的力學(xué)和電化學(xué)性能。

圖3. 全低共熔凝膠軟電池的機(jī)械和電化學(xué)自愈性以及用戶自定制性。

這一成果近期發(fā)表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是谷超男博士和王夢(mèng)珂同學(xué)。

相關(guān)研究得到了國(guó)家基金委（22072138，U190425， 21802033）以及河南省教育廳（20IRTSTHN003）的資助。

審核編輯 ：李倩