基于聚丙烯酸的复合凝胶高分子电解质，具有高机械强度和离子导电性，适用于长循环寿命的柔性锌-空气电池

便携式、灵活和可穿戴设备的快速发展推动了对柔性锌-空气电池 (FZABs) 的需求，不仅要提供高能量密度，还要具有足够的变形能力以确保佩戴者的舒适性。凝胶聚合物电解质 (GPE) 是 FZABs 的核心部分，在电池的实际输出性能（如放电电压、能量密度和循环寿命）中发挥着关键作用。不幸的是，由于其高水吸收性，GPE 通常显示出相对较差的机械强度，这对于电极之间提供足够的物理支持很困难。在此，我们报告了一种优化的聚丙烯酸 (PAA) 基复合 GPE，使用铝氧化物 (Al2O3) 填料，并将其应用于 FZAB。研究了 PAA-Al2O3 凝胶聚合物和相应 GPE 的机械强度、电解质吸收能力、电解质保持能力和离子导电性。结果表明，聚合物和相应 GPE 的上述性能在很大程度上依赖于 Al2O3 颗粒的添加量。当向 PAA 聚合物中添加 20 wt.% Al2O3 时，获得的 PAA-20 wt.% Al2O3 凝胶聚合物表现出改善的机械强度。相应的 PAA-20 wt.% Al2O3 GPE 显示出 186 mS cm –1 的高离子导电性和令人愉悦的电解质保持能力。该优化的 GPE 使组装的 FZAB 显示出 384 小时的长循环寿命、77.7 mW cm –2 的大功率密度及优异的放电性能。此外，集成的 FZAB 能为各种电子设备供电，证明其作为灵活电源的卓越实用性和扩展性。