哈工大深圳校区何思斯课题组成功研发安全高能的柔性全聚合物水系电池

哈工大全媒体（阚思邈 向碧霞 何思斯/文 何思斯/图）近期，哈工大深圳校区理学院何思斯教授带领的研究团队在柔性全聚合物水系电池研究领域取得突破性进展，研究成果以《用于可持续柔性电源的高能量、持久型全聚合物水系电池》（Energetic and durable all-polymer aqueous battery for sustainable, flexible power）为题，发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

随着以可穿戴设备为首的新兴电子领域的快速发展，传统商业锂离子电池因其刚性结构难以满足柔性需求，且其存在热失控和有机电解液泄漏等安全风险。因此，亟需开发安全、柔性的高性能电池，以适应各种柔性可穿戴设备的用电需求。柔性全聚合物水系电池以其本征安全和柔性的优势，成为替代锂电池的理想选择。然而，柔性全聚合物水系电池仍面临电压窗口限制导致能量密度低、聚合物电极稳定性差以及电极与电解质作用机制不明等问题。

为解决这些问题，何思斯教授及其团队基于聚苯胺开发出一种全新的柔性全聚合物水系电池。该研究采用环境友好的聚合物－水系电解液，首次实现了聚苯胺在水系电解液中通过稳定存储阳离子作为负极材料的应用，并验证了其作为对称电极的可行性，从而简化了电池的结构设计，成功实现了高性能、长寿命的柔性全聚合物水系电池。这种柔性全聚合物水系电池具有优异的加工性，可以满足纤维状和平面柔性器件的制备需求，有效满足多样化场景应用。该电池在保证优异电性能的同时，展现出高度的柔性与形变稳定性。未来，这项技术有望推动可持续柔性储能领域的发展。

哈工大深圳校区为论文第一完成单位。哈工大深圳校区理学院何思斯教授、浙江大学范修林研究员为共同通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53804-2

柔性全聚合物水系钠离子电池示意图、柔性全聚合物纤维水系电池的制备流程和柔性电池的应用展示