多功能季铵化木质素-植酸组装体：绿色水性环氧涂料的防火增强与防腐协同机制

本文设计了一种具有两性离子基团的双网络水凝胶电解质(PAM-SL-QCS)，通过季铵化壳聚糖(QCS)和木质素磺酸钠(SL)构建离子迁移通道，显著提升机械性能(σ=81 kPa, ε=1700%)和离子电导率(28.00 mS/cm)。该电解质能抑制锌枝晶生长和副反应，使Zn//Zn对称电池稳定循环520小时，Zn//Cu电池库仑效率达99.08%，为可穿戴设备提供安全高效的能源解决方案。

　　

Highlight

本研究创新性地采用"一锅法"合成聚丙烯酰胺-木质素磺酸钠-季铵化壳聚糖(PAM-SL-QCS)双网络水凝胶电解质，其阳离子(-N⁺(CH₃)₃)和阴离子(-SO₃^-)基团协同作用形成离子高速通道，同时通过静电吸附和微观交联机制增强结构稳定性。

Materials

实验材料包括：台湾碳能公司的碳布(W0S1011)、深圳科晶集团的锌箔(100μm)、灿瑞科技的铜箔(30μm)，以及丙烯酰胺(AM)、木质素磺酸钠(SL)、过硫酸钾(K₂S₂O₈)、季铵化壳聚糖(QCS)等试剂。

Design and preparation

与传统浸渍法相比，"一锅法"制备使电解质离子分布更均匀。水凝胶内部含有丰富的牺牲键：离子键(-(CH₃)₃N⁺/-SO₃^2-)、氢键(-NH₂/-OH)及配位键，这些动态键合网络赋予材料卓越的自我修复能力。

Conclusion

PAM-SL-QCS水凝胶电解质展现出81 kPa的拉伸强度和1700%的延展性，其28.00 mS/cm的离子电导率远超液态电解质。对锌箔的19 kPa粘附强度确保电极-电解质界面稳定性，为柔性电子设备提供革命性解决方案。