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A Sustainable Dual Cross‑Linked Cellulose Hydrogel Electrolyte for High‑Performance Zinc‑metal batteries

Nano-Micro Letters 2024年第6期16卷 63-75页

作者： Haodong Zhang Xiaotang Gan Yuyang Yan Jinping Zhou Hubei Engineering Center of Natural Polymers‑Based Medical Materials Key Laboratory of Biomedical Polymers of Ministry of EducationCollege of Chemistry and Molecular SciencesWuhan UniversityWuhan 430072People’s Republic of China Zhongnan Hospital of Wuhan University Institute of Hepatobiliary Diseases of Wuhan UniversityTransplant Center of Wuhan UniversityWuhan 430072People’s Republic of China

aqueous rechargeable zn-metal batteries(ARZBs)are considered one of the most promising candidates for grid-scale energy storage.However,their widespread commercial application is largely plagued by three major challenges:The uncontrollable zn dendrites,notorious parasitic side reactions,and sluggish zn^(2+) ion transfer.To address these issues,we design a sustainable dual crosslinked cellulose hydrogel electrolyte,which has excellent mechanical strength to inhibit dendrite formation,high zn^(2+) ions binding capacity to suppress side reaction,and abundant porous structure to facilitate zn^(2+) ions migration.Consequently,the zn||zn cell with the hydrogel electrolyte can cycle stably for more than 400 h under a high current density of 10 mA cm^(−2).Moreover,the hydrogel electrolyte also enables the zn||polyaniline cell to achieve high-rate and long-term cycling performance(>2000 cycles at 2000 mA g^(−1)).Remarkably,the hydrogel electrolyte is easily accessible and biodegradable,making the ARZBs attractive in terms of scalability and sustainability.

关键词： Cellulose Dual cross-linked aqueous rechargeable zn-metal batteries Hydrogel electrolyte

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