盖世汽车讯 据外媒报道，由韩国成均馆大学（Sungkyunkwan University）化学工程系Sungjune Park教授领衔的研究团队利用液态金属颗粒研发出一种高拉伸、耐低温水凝胶电解质。即使在-20°C下，该材料也可以拉伸至其原始长度的9倍，同时保持稳定的电化学性能。该研究为需在极端环境条件下可靠运行的储能器件提供了颇具前景的应用平台。相关研究成果已发表于《纳微快报》（Nano-Micro Letters）。

随着可穿戴电子设备快速发展，市场对兼具机械柔韧性与环境稳定性的储能装置需求持续攀升。但传统水凝胶电解质普遍存在力学性能偏弱、低温易结冰的问题，因此会导致设备性能大幅衰减。

基于液态金属的水凝胶电解质：制备流程与器件结构示意图；图片来源：《纳微快报》

该研究团队将液态金属颗粒用作聚合反应引发剂。借助超声处理，大量块状液态金属被分散为微小颗粒，进而引发丙烯酰胺与丙烯酸发生聚合反应，最终生成水凝胶。这一制备工艺无需加热、紫外照射等外部触发条件，既简化了生产流程，也便于规模化量产。

研究人员还添加了疏水性材料甲基丙烯酸十八酯（SMA），在聚合物分子链之间构建物理交联结构。这类物理交联点可在凝胶网络中形成可逆连接：当受到外力作用时，连接键会断裂以耗散能量；然后一旦应力释放就很容易重新形成，让材料兼具优异的拉伸能力与机械强度。测试显示，该水凝胶的断裂伸长率（定义为材料失效前的最大拉伸量）最高可达900%。

将水凝胶浸泡在氯化锂（LiCl）溶液中后，它能够抑制水分子之间的氢键作用，从而具备抗冻性能。即使在−20°C的温度下——传统水凝胶系统通常会在此温度失效——它仍能同时保持离子电导率和机械柔韧性。采用这种电解质制成的储能设备在经过45,000次充放电循环后，性能依旧能维持初始水平的98%。

研究团队指出：“从实际应用角度出发，确保在大面积制造过程中的长期稳定性和可重复性至关重要。”

Sungjune Park教授称：“该研究提出了基于液态金属的水凝胶电解质全新设计思路，为面向极端工况的新一代可穿戴电子设备与柔性储能系统，打造了切实可行的技术载体。”