近日，我院刘抗研究员课题组和南洋理工大学范红金教授团队合作的最新研究成果于Advanced Energy Materials（影响因子25.245）发表。论文题目：Thermal Self‐Protection of Zinc‐Ion Batteries Enabled by Smart Hygroscopic Hydrogel Electrolytes（《基于智能吸湿性水凝胶电解质的热自保护锌离子电池》）。南洋理工大学杨培华博士和我院2020级博士生冯春早为该文章共同第一作者，刘抗研究员和范红金教授为论文的共同通讯作者，该研究得到国家自然科学基金的支持。

随着微型电子设备和电动汽车等行业的快速发展，高能量密度和高输出功率电池应用越来越广泛。一方面这些电池可能处于高温状态下工作，另一方面这些电池在快速充电/放电过程中自身会产生大量的热量，这些高温下的工作状况会会使得电池性能出现永久性下降，极端情况下还会引起火灾和爆炸，这也使得高能量密度高功率的电池热管理成为电池实际应用中的核心问题之一。

现有的电池热管理技术主要是基于系统级的设计，比如电动汽车电池组的风冷和水冷，手机和笔记本电脑中的热管布置，对于这些设计来说，一方面系统结构复杂，另一方面热管理的突然失效会带来电池安全重大风险。针对这一问题，刘抗研究员团队、范红金教授团队合作从电池自身设计的角度出发，开发了一种基于吸湿性水凝胶的智能电池，由多孔正极、多孔负极和介于正负极之间的吸湿性水凝胶电解质组成。当电池处于高温工作时，水凝胶快速失水，凝胶电解质的离子扩散系数逐渐降低，抑制离子在正极和负极之间的迁移，电池的容量逐渐减小直至电池停止工作。当温度恢复正常时，水凝胶电解质从空气中自发吸收水分恢复到初始状态。整个结构简单可靠，被动式运行，不存在失效的风险，这种结构为当前高能量密度和高输出功率电池的设计提供全新的热保护思路，在微型电子设备和电动汽车电池热设计领域具有较大的潜力。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202002898