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近日，竞彩足球比分-竞彩足球比分预测 杜菲、姜珩、张冬教授团队在国际顶级期刊《Science Advances》上发表题为“Long-duration aqueous manganese metal anode by hydrogel solvation regulation”的研究论文。该团队创新性开发伪聚轮烷/聚丙烯酰胺（PPR/PAM）水凝胶电解质，通过溶剂化调控策略重构Mn²⁺溶剂化鞘层，构筑拒水型离子输运通道，实现长寿命高可逆水系锰金属负极，为低成本大规模储能水系电池实用化提供全新思路。

图1.水凝胶溶剂化调控实现长寿命水系锰金属负极的设计思路

水系锰金属电池受限于Mn²⁺溶剂化水的高活性，极易发生析氢副反应与锰金属腐蚀，库仑效率低、循环寿命短，严重制约其发展。研究团队将18-冠醚-6大环分子引入高分子链构筑伪聚轮烷骨架，冠醚空腔可强力结合Mn²⁺，将Mn²⁺水化配位数由5.51降至1.39，构建聚合物主导的低水合离子传导通路，从源头削弱溶剂化水的还原活性，抑制析氢与金属腐蚀，同时加速界面去溶剂化，实现锰均匀沉积。

图2. 溶剂化结构解析与离子输运机制探究

同位素示踪实验、拉曼光谱结合分子动力学模拟证实，18-冠醚-6参与Mn²⁺第一溶剂化壳层；Mn²⁺迁移遵循冠醚环-穿跳跃机制，离子迁移过程中被冠醚束缚，大幅减少水分子协同输运。该动态溶剂化调控策略，避免高活性溶剂化水持续到达金属负极表面，从分子层面缓解水引发的各类寄生副反应。

图3. 准固态锰金属全电池及柔性软包电池性能

以AgVO为正极组装准固态全电池，0.5 A g^-1下放电比容量可达260 mAh g^-1；N/P比4.63的柔性软包电池在0.5 A g^-1下比容量251.3 mAh g^-1，200次循环容量保持率95.3%。水凝胶拥有良好拉伸韧性，软包电池在多角度弯折条件下依旧可以稳定工作，展现柔性储能器件应用潜力。

该工作提出基于水凝胶的阳离子溶剂化调控策略，有效破解水系锰金属负极析氢腐蚀难题，也为其他高活性水系金属负极的电解液设计提供借鉴。

竞彩足球比分-竞彩足球比分预测 为第一完成单位，郑宏宝、张馨元为共同第一作者，张冬教授、姜珩教授、杜菲教授为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金等项目资助。

全文链接：

//doi.org/10.1126/sciadv.aeg1770