中国林科院林化所在固态储能器件用生物基胶黏剂领域取得重要进展

　　固态锌离子电容器因锌资源丰富、氧化还原电位低、与水相容性高等优势而成为当前规模储能技术的发展焦点。但存在因固态电解质与电极之间的界面接触差导致器件的界面阻抗大、机械稳定性弱等缺陷，从而限制了其大规模生产应用。

　　中国林科院林化所储富祥研究团队和蒋剑春院士团队，从聚合物基体结构和化学锚定与胶黏剂内聚力和界面作用力的构效关系出发，采用大豆蛋白乳化分散、有机-无机复合、原位共聚等技术，设计和开发了具有强粘接性能的导电生物基胶黏剂，实现了固态电解质对无孔锌金属电极、多孔碳电极的强粘接。通过耦合导电胶黏剂的粘接和抗冻特性，构建的Zn||CNTs混合电容器表现出优异的低温电化学性能，在−60℃下输出39 Wh kg-1的高能量密度和长周期循环性能(10,000次充/放电循环后平均库仑效率为98.4%，容量保持率为98.7%)。在25~−60°C温度范围内，混合电容器能够承受各种机械形变，并在经历20%和30%的拉伸循环过程中保持稳定运行。本研究成果为解决固态电解质在电极界面上的挑战提供有效途径和方法，助推功能型生物基胶黏剂和耐低温高性能固态储能器件的开发。

　　上述研究成果以“Coupling of Adhesion and Anti‑Freezing Properties in Hydrogel Electrolytes for Low‑Temperature Aqueous‑Based Hybrid Capacitors”为题在线发表于国际材料科学顶级期刊《Nano-Micro Letters》(一区Top期刊，IF=26.6)。林化所南静娅副研究员为论文第一作者，孙月博士研究生为论文共同第一作者。本研究得到江苏省青年基金(BK20220213)和江苏省生物质能源与材料重点实验室基金(JSBEM-S-202210、JSBEM-S-202102)的共同资助。(南静娅)

　　来源：中国林科院