从可穿戴设备和软机器人到人工智能，智能设备的发展趋势对智能电池提出了很高的需求。水凝胶为智能电池提供了根据运行条件自我调整功能的机会。尽管基于水凝胶的智能电池取得了进展，但各种水凝胶的可设计功能与电池的预期性能之间仍存在差距。

       近日，新加坡南洋理工大学范红金教授综述了水凝胶作为智能电池关键电解质成分的应用。首先简要介绍水凝胶的基本原理，包括内部水和离子的形成、结构和特性。然后重点介绍了水凝胶在不寻常的机械和温度条件下运行的电池。最后，概述了水凝胶进一步发展的挑战和机遇，提出了未来智能电池向全气候电源和智能可穿戴设备的研究。

       文章要点：

       1. 这项工作旨在讨论水凝胶作为智能电池关键电解质成分的方法。由于对水凝胶及其广泛的应用已经有了全面的回顾，该文只简要介绍了凝胶形成的基本特性、网络结构和水/离子行为，并重点分析了水凝胶电解质作为无机和非水离子导体替代品的优势。

        2. 这项工作强调了通过调整功能和扩展水凝胶作为智能电解质在水系电池中的应用所带来的优势。

       3. 这项工作还提供了关于目前的挑战和未来的机会的意见，寄希望能使读者相信，水凝胶如果经过合理的设计，将在智能电池、能源和其他方面具有巨大的潜力。

       4. 作者认为未来的发展方向如下：1）先进制造，先进的制造技术应与当前的电池行业完美兼容，从而将智能水凝胶首先应用于电池和模块，最终用作电池组；2）宽温应用，可充电池的温度适应性决定了它们是否可以在洲际地区运行；3）可穿戴设计，采用全水凝胶组件的电池在舒适性和可植入性方面有很大的潜力。

图1 水凝胶的形成和基本性质

图2 基于水凝胶的水系电池的温度适应性

图3 基于水凝胶电解质的电池的机械调节

图4 未来智能电池的水凝胶前景

来源:高分子科学前沿   (责任编辑：子蕊)