近日，我院2020级本科生庄子涵和2022级博士生庾泽华在国际知名期刊Energy Storage Materials（IF=20.4，1区）上发表了智能安全电池的最新研究进展，论文题目为《Thermal-gated polyanionic hydrogel films for stable and smart aqueous batteries》。武汉大学为论文第一署名单位，刘抗教授、杨培华研究员、黄志副研究员为论文通讯作者，陈良源、肖托、符睿等参与了部分研究工作。

      电池热失控是规模化储能中电池面临的核心难题之一。造成热失控的原因主要有两种：一是充放电循环中金属枝晶的不稳定生长引发电池短路；其次，电池在快速充放电过程中或遭遇局部高温环境，导致电池容量的永久性降低，并增加火灾风险。

      为解决上述问题，庄子涵等从电池电解质设计出发提出了一种热响应性聚阴离子水凝胶薄膜，并将其置于水系锌离子电池进行性能验证。该水凝胶的聚合物网络中富含带负电的磺酸根基团，能够有效调控阳极附近锌离子的传输行为，使其在阳极表面均匀沉积，抑制枝晶生长，从而实现超过1000小时的可逆循环，确保了电池的持续性和可靠性。与此同时，在遭遇热失控的情况下，水凝胶薄膜会迅速发生温度诱导相变，导致凝胶网络收缩，薄膜的电导率呈数量级式降低，电池停止工作。当温度降低时，电池快速恢复，实现智能热开关功能。这一思路对于提高小型电子设备、电动汽车、大规模储能等领域电池热安全性具有重要的指导意义。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103136