能够跨宽温域工作的柔性锌空气电池（FZABs）对于驱动下一代可穿戴电子设备具有重要应用价值。然而，柔性锌空气电池在极端温度下的性能仍不尽如人意，这主要源于水凝胶电解质因冻结和脱水导致的离子传输受限。因此，亟需开发兼具高离子电导率与宽温域稳定运行特性的新一代水凝胶电解质。本研究开发了一种由聚丙烯酰胺、聚对苯乙烯磺酸钠和乙二胺四乙酸四钠盐组成的新型三元极性水凝胶电解质（PAM-PSS-EDTA HE），专用于超宽温域柔性锌空气电池。基于该电解质组装的柔性锌空气电池可在-60°C至50°C的超宽温域内正常工作，在极端温度下实现超长循环寿命，性能优于现有文献报道的最高水平。本研究为设计适用于各种宽温域水系电池的先进水凝胶电解质提供了重要见解。

宁波工程学院新能源学院高晓平副研究员，致力于能源小分子催化转化关键材料的设计与研发，在能源电催化领域开展了一系列的研究工作。近日，高晓平副研究员与安徽大学杨佳副教授、肖娟定副教授等合作，成功研制出一种新型的具有高离子电导率、优异抗冻性和抗脱水性能的三元极性水凝胶电解质（PAM-PSS-EDTA HE）。得益于三元极性官能团的独特协同效应，水分子与官能团之间形成更强且更密集的氢键网络，从而显著增强电解质的抗冻性和保水性能。该PAM-PSS-EDTA HE在25°C时离子电导率达348 mS cm⁻¹，在-60°C时仍保持50.2 mS cm⁻¹，凝固点低于-100°C，且在25°C环境下放置200小时后保水率高达83.4%，在50°C环境下放置100小时后仍保持77%的保水率，性能显著优于单组分或双组分水凝胶电解质。基于该电解质与镍铁氧化物层状双氢氧化物电催化剂组装的柔性锌空气电池，在-60°C至50°C的超宽温域内表现出优异性能，在-60°C下实现4000次循环、50°C下实现400次循环的超长寿命。

该研究成果以“-60 to 50 °C Ultrawide-Temperature Flexible Zinc-Air Batteries Enabled by a Ternary Polar Hydrogel Electrolyte”为题发表在能源化学领域顶级期刊Energy Environ. Sci.上，王俊（安徽大学）为论文第一作者，高晓平副研究员（宁波工程学院）、杨佳副教授（安徽大学）和肖娟定副教授（安徽大学）为共同通讯作者，宁波工程学院新能源学院为论文通讯单位。

论文链接： https://doi.org/10.1039/D5EE03421