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       從可穿戴設備和軟機器人到人工智能，智能設備的發(fā)展趨勢對智能電池提出了很高的需求。水凝膠為智能電池提供了根據(jù)運行條件自我調(diào)整功能的機會。盡管基于水凝膠的智能電池取得了進展，但各種水凝膠的可設計功能與電池的預期性能之間仍存在差距。

       近日，新加坡南洋理工大學范紅金教授綜述了水凝膠作為智能電池關鍵電解質成分的應用。首先簡要介紹水凝膠的基本原理，包括內(nèi)部水和離子的形成、結構和特性。然后重點介紹了水凝膠在不尋常的機械和溫度條件下運行的電池。最后，概述了水凝膠進一步發(fā)展的挑戰(zhàn)和機遇，提出了未來智能電池向全氣候電源和智能可穿戴設備的研究。

       文章要點：

       1. 這項工作旨在討論水凝膠作為智能電池關鍵電解質成分的方法。由于對水凝膠及其廣泛的應用已經(jīng)有了全面的回顧，該文只簡要介紹了凝膠形成的基本特性、網(wǎng)絡結構和水/離子行為，并重點分析了水凝膠電解質作為無機和非水離子導體替代品的優(yōu)勢。

        2. 這項工作強調(diào)了通過調(diào)整功能和擴展水凝膠作為智能電解質在水系電池中的應用所帶來的優(yōu)勢。

       3. 這項工作還提供了關于目前的挑戰(zhàn)和未來的機會的意見，寄希望能使讀者相信，水凝膠如果經(jīng)過合理的設計，將在智能電池、能源和其他方面具有巨大的潛力。

       4. 作者認為未來的發(fā)展方向如下：1）先進制造，先進的制造技術應與當前的電池行業(yè)完美兼容，從而將智能水凝膠首先應用于電池和模塊，最終用作電池組；2）寬溫應用，可充電池的溫度適應性決定了它們是否可以在洲際地區(qū)運行；3）可穿戴設計，采用全水凝膠組件的電池在舒適性和可植入性方面有很大的潛力。

圖1 水凝膠的形成和基本性質

圖2 基于水凝膠的水系電池的溫度適應性

圖3 基于水凝膠電解質的電池的機械調(diào)節(jié)

圖4 未來智能電池的水凝膠前景