2023年6月伊犁师范大学学报（自然科学版）Jun.2023第17卷第2期JournalofYiliNormalUniversity（NaturalScienceEdition）Vol.17No.2柔性锌离子电池中耐低温电解液研究进展杨莹，白翔*，何晓燕*（伊犁师范大学化学与环境科学学院，重质碳资源化学与化工重点实验室，新疆伊宁835000）摘要：该文总结了柔性锌离子电池（ZIBs）中水凝胶电解液在低温甚至是超低温下的优化设计方法.引入多元醇、添加无机离子化合物和修饰水凝胶网络结构等方法可以抑制水凝胶电解液中水分子间氢键的形成，提升水凝胶电解液的低温耐受性，使柔性ZIBs可以在低温环境中正常工作.耐低温水凝胶电解液的研究处于初级阶段，仍有一些方面值得进一步探究：（1）水凝胶电解液内在抗冻机制的研究；（2）可降解水凝胶电解液的设计；（3）兼具耐低温特性和优异电化学性能的水凝胶电解液的开发.关键词：锌离子电池；水凝胶电解液；耐低温中图分类号：TM535+.1文献标识码：A文章编号：2097-0552（2023）02-0038-070引言引言目前广泛使用的一价Li+［1］、Na+［2］、K+［3］等为载体的电池多使用有机电解液，不可避免地会引发安全问题.基于多价离子（Zn2+［4］、Mg2+［5］、Ca2+［6］和Al3+［7］）组成的电池具有快速电荷转移动力学特性.锌金属不仅资源储量大、成本效益高、无毒且具有820mAh/g的理论容量，在电解液中相对稳定［8，9］.因此，锌离子电池（ZIBs）凭借高安全性、生态友好性、低成本、易于制造等优点受到了广泛的关注［10，11］，被认为是最具有潜力的储能器件.用于ZIBs的传统水系电解液无法满足柔性和耐低温的需求［12］.研究者用高拉伸性和低温耐受性的水凝胶电解液替代传统水系电解液组装柔性ZIBs，以满足可穿戴电子设备需求［13］.如何提高水凝胶电解液的低温耐受性是当前柔性耐低温ZIBs面临的重要问题和挑战［14，15］.本文总结了应用于柔性ZIBs的耐低温水凝胶电解液的优化设计方法，为满足低温下柔性ZIBs的规模化应用提供理论指导.1锌离子电池工作原理锌离子电池工作原理常见的ZIBs是Zn-MnO2［16］和Zn-V2O5［17］电池.以Zn-MnO2电池为例，电子转移过程如图1（a）所示，发生的反应如下：收稿日期：2023-04-20基金项目：新疆维吾尔自治区大学生创新创业培训计划（S201910764010）.作者简介：杨莹（1997—），女，山东泰安人，硕士，研究方向：沥青基炭材料.*通信作者：白翔（1988—），男，新疆伊宁人，博士，讲师，研究方向：煤热解；何晓燕（1970—），女，新疆伊宁人，硕...
