北京化工大学王峰教授、牛津教授Angew：受骨头启发：打造可持续锌电凝胶电解质

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2025-06-04 10:02

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锌掺杂羟基磷灰石（Zn-HA），受骨头启发，将 Zn-HA与明胶（Gel）复合制得凝胶电解质（Zn-HA-Gel），同时具有高离子电导率、高离子迁移数、高机械强度、生物相容性、可回收可降解性等特点，有效应对了当前锌负极面临的多重挑战。

图1 （a） Zn-HA纳米纤维和受骨头启发的Zn-HA-Gel凝胶电解质的制备过程、锌离子传输机制及材料优点。（b-h）Zn-HA形貌结构表征。

对Zn-HA的形貌结构进行表征，结果表明锌掺杂不会影响羟基磷灰石的晶体结构，超长纳米纤维相互交织形成网络结构，并通过理论计算揭示了Zn-HA 内锌离子的两条迁移路径。为了验证Zn-HA的高导锌作用，设计制作了纳米器件用于评估单根纳米线的离子电导率，测得 Zn-HA单根纳米线的离子电导率高达18.7 mS cm ^-1 ，在空气中放置半年后形貌结构和性能均没有明显变化，表现出优异的环境稳定性。综合以上性能说明，Zn-HA是一种非常优异的锌离子导体。