集中ハイドロゲル電解質を基にした完全柔軟NH4+イオン電池の性能向上

非金属アンモニウム（NH4+）イオンは、その豊富さ、軽量性、水中での小さな水和シェルのため、最近では電池システムにおける効果的な電荷キャリアとして探求されています。特に柔軟な電池におけるNH4+のレドックス化学の利用に関する研究は、まだ始まったばかりです。今回は、集中ハイドロゲル電解質をNH4V3O8·2.9H2Oナノベルトカソードとポリアニリン（PANI）アノードの間に挟んだ柔軟な完全NH4+イオン電池（AIB）を報告します。ハイドロゲル電解質は、硫酸アンモニウム、キサンタンガム、水を用いて簡単に合成されます。参考として、液相水溶液電解質に基づくAIBが最初に準備され、121 mAh g-1の容量を示し、特定の電流0.1 A g-1で400サイクル後に95%の容量保持を示します。一方、ハイドロゲル電解質の簡単な合成により、電解質中の塩の含有量を容易に調整・最適化できるため、イオン導電率、輸送動力学、機械的特性、そして結果的に電池性能を最大化できます。3 M硫酸アンモニウム溶液から調製されたハイドロゲル電解質に基づく柔軟な電池は、60 mAh g-1の容量を示し、特定の電流0.1 A g-1で250サイクル後に88%の容量保持を維持するなど、最良の électrochimique 性能を示しました。さらに、柔軟なAIBは、異なる角度で曲げても優れた電気化学的性能を保持し、驚くべき機械的強度と柔軟性を発揮します。したがって、本研究は、AIB化学における集中ハイドロゲル電解質の利用に新たな光を当て、安全性が高く低コストの新しい電気化学エネルギー貯蔵技術の開発に寄与します。