凝膠電解質的案例
：凝膠電解質官能團助力鋅金屬（002）晶面成核
PZIB凝膠電解質的結構表征
電化學測試表明，即使在較大的電流密度下（5mA cm-2，7.5mA cm-2），由PZIB凝膠電解質組裝的Zn/Zn對稱電池可以穩定運行超過數百小時，展現了良好的鋅負極的可逆性。由PZIB凝膠電解質組裝的Zn/Cu電池展現出較高的庫倫效率（99.6%），顯著優于液態電解質，表明PZIB凝膠電解質在誘導鋅離子無枝晶沉積、均勻界面電場和抑制副反應方面的作用。
圖3. PZIB凝膠電解質的電鍍/剝離電化學性能
作者通過LSV、Tafel、XRD、SEM及DFT等深入探究PZIB凝膠電解質對枝晶及副反應的抑制機制。與液態電解質相比，PZIB凝膠電解質展現了更寬的電化學穩定窗口，說明了PZIB凝膠電解質較高的電化學穩定性。LSV及Tafel測試證明了PZIB凝膠電解質對電化學過程中析氫（低響應電流相比于液態電解質）及腐蝕副反應（高腐蝕電位相比于液態電解質）的抑制。XRD（循環過程中002晶面的峰逐漸增強）及SEM（平行生長的六邊形結構）證實了PZIB凝膠電解質促進循環過程中Zn（002）晶面的優先生長，實現對鋅枝晶生長的抑制。DFT結果表明VIPS中咪唑基團與SO3-基團協同促進（002）晶面形成。
圖4. PZIB凝膠電解質對鋅枝晶及副反應的抑制機制
為了進一步證明PZIB凝膠電解質在鋅離子電池上的優越性，對離子電導率和Zn2+遷移數進行了表征。PZIB凝膠電解質的離子電導率和遷移數（21.88 mS cm-1，0.74）遠遠高于液體電解質（9.75 mS cm-1，0.44），這歸因于PZIB凝膠電解質對枝晶及副反應的抑制。
展開 北京林業大學楊俊團隊《ACS Nano》：自催化納米纖維素增強體系構建新型“鹽包水”聚兩性離子水凝膠電解質
水凝膠電解質基柔性鋅離子混合電容器（ZIHCs）由于其集成了鋅電池和電容器的互補優勢，正逐漸成為一種新興的、極具潛力的儲能設備。然而，鋅離子混合電容器仍面臨著能量密度和循環壽命之間失衡和鋅負極枝結晶的問題。與此同時，如何實現高性能的水凝膠電解質仍然存在一些挑戰：1）繁瑣的制備過程，需要長時間的高溫加熱（60-90 °C，超過2 h）、紫外線照射或有毒的促凝劑；2）性能不足，如力學強度低、粘接能力弱、低溫適應性差。因此，迫切需要設計一種簡便高效的方法制備具有優異機械穩定性的自粘和防凍型水凝膠電解質，從而滿足柔性鋅離子混合電容器在嚴苛的環境下工作。
鑒于此，北京林業大學楊俊團隊在前期研究的基礎上（Chem. Mater. 2018, 30, 3110?3121；ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 56509?56521），設計了一種基于“單寧酸-金屬離子”自催化效果的納米增強體系。該體系能夠在室溫下幾分鐘內制備出一種新型的抗凍粘附“鹽包水”聚兩性離子水凝膠電解質，極大地延長了柔性鋅離子混合電容器循環壽命（100000圈），并有效地抑制了鋅負極枝結晶的形成。進一步研究發現，組裝的鋅離子混合電容器在電化學性能和機械性能方面均表現出優異的低溫適應性，能夠在冰水浴和真空條件等嚴苛環境下正常工作。
展開 科研人員開發出高性能鎂電池用凝膠聚合物電解質
但是，目前能夠有效沉積溶解鎂的鎂電解質一直制約著鎂電池實用化的發展進程。盡管十多年來研究人員開發出了一些性能優異的有機液態電解液，但是液態電解液始終擺脫不了易揮發、易燃等缺點。與液態電解液相比，聚合物電解質具有更高安全性、預防內短路、無電解液泄露、易于組裝電池和結構柔性等優點，但是目前關于聚合物電解質在鎂電池中的應用報道還很少。
圖1 凝膠聚合物電解質的結構和應用領域示意圖
圖2 硼氫化鎂與聚四氫呋喃端羥基的原位交聯反應示意圖
基于以上研究背景，依托中國科學院青島生物能源與過程研究所建設的青島儲能產業技術研究院通過硼氫化鎂與聚四氫呋喃端羥基的原位交聯反應，在玻璃纖維骨架上構建了一種能夠可逆地沉積溶解鎂的凝膠聚合物電解質體系。該凝膠電解質表現出高的鎂離子遷移數（0.73）和高的室溫離子電導率（4.76×10-4 S/cm）。而裝配該凝膠電解質體系的Mo6S8/Mg電池不僅能在寬溫區（-20-60℃）內正常工作，而且展現出優異的安全性能。這種原位交聯的方法為鎂電池聚合物電解質的進一步開發提供了一種十分有應用潛力的策略。相關成果發表在《先進材料》（Advanced Materials）上，論文第一作者為青島能源所博士生杜奧冰。
展開 天津工業大學劉雍教授課題組在鋰離子電容器用凝膠聚合物電解質隔膜性能提升方面取得新進展
實際上，隔膜作為鋰離子電容器重要組成部分，不僅用于阻止電極的直接接觸，同時還參與電解質中離子的運輸。但是，目前隔膜常使用的聚烯烴材料親電解液能力和耐熱穩定性有限，同時存在漏液、燃燒等安全隱患。因此，亟需開發具備高離子電導率、阻燃性能的隔膜材料，以實現鋰離子電容器電化學性能和安全性能同步提升。凝膠聚合物電解質（GPE）隔膜在一定程度兼具高安全性能和高離子電導率的優點，在能源儲存元件具有良好的應用前景。
針對提升隔膜的離子電導率，目前研究較多的是基于聚偏氟乙烯（PVDF）及其衍生物的凝膠聚合物電解質體系。自然界中的樹枝形狀具有多尺度的層級結構，該特殊結構有利于讓樹葉具有更多的著生空間。受該特殊結構和性能的啟發，天津工業大學紡織科學與工程學院劉雍教授團隊提出了一種仿生狀凝膠聚合物電解質隔膜可控制備工藝，通過在紡絲前驅液中添加四丁基六氟磷酸銨（TBAPF6）,利用靜電紡絲技術構筑仿生樹枝狀納米纖維膜，提升纖維膜的比表面積，進一步提升凝膠聚合物電解質隔膜的親液性能和離子電導率。
圖1. 樹枝狀納米纖維的制備及其在鋰離子電容器上的應用
針對鋰離子電容器電極功率密度不平衡問題，該團隊進一步通過溶劑熱法將MnO2原位引入到樹枝狀納米膜中，從而得到了具有葉脈狀核殼結構的納米纖維膜，不僅提升了隔膜的熱穩定性能，同時利用MnO2的贗電容性能提升了鋰離子電容器的能量密度，因此基于此凝膠聚合物隔膜（MnO2 @ PVDF / TBAC）的鋰離子電容器性能經過一萬次循環后仍維持原有性能的67%。此項工作為緩解鋰離子電容器電極間不平衡問題提供了一種新策略。
圖 2.
展開 
深圳先進院研發出基于改性凝膠聚合物電解質的高效柔性雙離子電池
近日，中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團隊成功研發出了一種基于改性凝膠聚合物電解質的高效柔性雙離子電池。相關研究成果A Flexible Dual-Ion Battery Based on PVDF-HFP-Modified Gel Polymer Electrolyte with Excellent Cycling Performance and Superior Rate Capability 已在線發表于國際期刊《先進能源材料》（Advanced Energy Materials, 2018, 8, 1801219）。
圖(a) 新型柔性雙離子電池在5C下充放電2000次的循環曲線；(b)柔性雙離子電池在不同折疊狀態的工作穩定性；(c) 柔性雙離子電池在不同溫度下的穩定性。
鋰離子電池（LIB）由于其能量密度相對高、循環壽命長、記憶效應小和自放電低等優點，在消費電子和電動汽車市場中占主導地位。然而，由于負極石墨的低電壓平臺，在電池循環過程中易形成鋰枝晶，增加了短路的風險，并且常規LIB中的有機液體電解質易燃，從而導致嚴重的安全問題。因此，具有無機固體電解質或聚合物電解質的固態電池由于其不燃性和高安全性引起了越來越多的關注，其中基于具有較高離子電導率的聚合物電解質電池更適合于實際應用。另一方面，雙離子電池（DIB）由于其工作電壓高、低成本、環保易回收等優點已受到廣泛關注。然而，由于常規電解液在高工作電壓下易分解，大多數DIB的循環穩定性仍有待提升。
為了解決上述問題，唐永炳及其團隊成員陳光海、張帆等人最近研發出了一種PVDF-HFP、聚氧化乙烯(PEO)與氧化石墨烯(GO)共摻雜的凝膠電解質（簡稱PHPG）。
展開 湖南工大廖海洋博士等：基于雙交聯/網絡結構的環氧基功能化聚離子液體電解質助力鋰離子電池
然而，傳統液體電解質由于充放電過程中容易生成鋰枝晶從而刺穿隔膜引發短路，以及在彎曲變形過程中容易造成電解液泄漏，可能會引發嚴重的安全問題。因此，不少人提出了固態電解質的概念，以其可靠的機械性能，阻燃性和固/固界面間可能發生較慢的副反應來消除液態電解質的缺點。
離子液體(ILs)具有高離子導電性、不易燃燒、熱穩定性和電化學穩定性好、揮發性低等優點，是替代傳統有機液體電解質的理想選擇。此外，ILs還可以通過共價鍵與聚合物網絡連接，或以自身為單體合成固態聚合物，即聚離子液體(PILs)。PILs不僅繼承了單體ILs的優點（阻燃性、熱穩定性和電化學穩定性），還保持了聚合物的強機械韌性。將ILs固定在PILs基體上的材料類似于凝膠聚合物電解質(GPE)，可以使其成為兼顧ILs和骨架材料優點的離子凝膠電解質(Ionogel)。
近期，來自湖南工業大學的廖海洋以及電子科技大學張永起團隊合作報道了一系列以環氧基功能化咪唑類ILs為基體，并通過光聚合制備出具有雙交聯/網絡結構的聚合物電解質，其電化學性能可通過控制網絡密度進行調節。
圖1 PIL-PEI的合成示意圖：(a) 雙功能離子液體的制備; (b) 雙交聯凝膠電解質的制備
（圖片來源：Chem. Eng. J.）
其中，一類通過環氧ILs與聚乙烯亞胺(PEI)，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)進行雙交聯聚合制備出準固態PILs電解質(PIL-PEI)（如圖1）。該電解質良好的阻燃性與熱穩定性保證了電解質在鋰離子電池中應用時的安全性，且其電導率與鋰離子遷移率分別可高達1.03 mS cm-1與0.47，電化學窗口相比于液態電解質拓展至5 V (vs Li/Li+)以上。
展開 湖北工業大學黃以萬/李學鋒《AFM》：利用離子鍵和金屬配位鍵協同作用制備強韌性聚兩性電解質水凝膠
相關進展
日本北海道大學龔劍萍教授課題組在纖維增強水凝膠領域取得新進展
華南理工大學王濤/孫尉翔/童真團隊在pH響應聚電解質水凝膠領域取得新進展
北海道大學龔劍萍教授團隊：利用微電極技術探究新型“雜化聚電解質”水凝膠中的陽離子-π作用
哈工大袁國輝課題組：零度下濃縮水凝膠電解質助力高比容量一體化超級電容器
齊魯工業大學(山東省科學院)劉利彬教授團隊AFM:一種新型兩性離子防凍水凝膠（polySH）電解質
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展開 ：原位構筑聚1,3-二氧戊環基電解質用于安全的鋰金屬電池
液體電解質（LE）不僅存在泄露和可燃性問題，而且在鋰金屬電池（LMB）充放電過程中存在枝晶鋰的生成和過熱現象，造成可怕的安全隱患。而由功能性的聚合物骨架材料和液體電解質構成的凝膠聚合物電解質（GPE）擁有高的離子電導率，高的鋰離子遷移數，寬的電化學窗口和稀少的電解液泄露等優勢，被廣泛深入地研究。北京化工大學材料學院隋剛教授近年來已經開發了多種性能優異的凝膠聚合物電解質材料，可應用于不同電池體系如高壓的三元NCM和鈷酸鋰電池，鋰硫電池，錳酸鋰電池等（Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702561; Chem. Eng. J. 2019, 370, 1068–1076; J. Membrane Sci. 2019, 588, 117194; ACS Sustainable Chem. Eng. 2016, 4, 4498?4505; J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 12136-12143; J. Membrane Sci. 2015, 492, 77-87; J. Power Sources 2014, 267, 309-315），獲得相關授權專利近20項，并受邀撰寫凝膠聚合物電解質研究工作綜述（J. Energy Chem. 2019, 37, 126-142）。在這里，通過新型的原位聚合方法將其中的低閃點、易燃燒、易泄露的LE轉換為高分子量的聚合物，將進一步地提升電池的安全性能，同時有效解決了固態電解質和電極的界面接觸問題。
展開 南京大學張曄課題組《Angew》：一種高能量密度的鎂空氣電池！
鋰、鈉等金屬離子電池能量密度較低，鋅、鋁等金屬空氣電池通常需要使用堿性電解質，生物毒性較大。
鎂空氣電池具有較高的理論能量密度，使用中性電解質，且鎂生物安全性較高，是一種較為理想的體內能源設備。然而，目前報道的鎂空氣電池實際能量密度低，一方面是由于鎂負極和水系電解質容易發生腐蝕反應。另一方面放電產物氫氧化鎂會附著在鎂金屬表面，阻止電解質和鎂的接觸，使放電反應停止，降低鎂負極的利用率。
南京大學張曄課題組等設計了一種雙層凝膠電解質，實現了對鎂金屬負極的保護以及對放電產物的調控，獲得了具有高能量密度的鎂空氣電池（2282 W h·kg-1，基于全部空氣電極和鎂負極的質量），遠高于目前文獻中采用合金化負極和抗腐蝕電解液等策略的鎂空氣電池。該研究成果以“High-energy-density magnesium-air battery based on dual-layer gel electrolyte”為題發表于國際知名學術期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104536
雙層凝膠電解質是由聚氧化乙烯有機凝膠和聚丙烯酰胺水凝膠組成，兩層凝膠可以形成穩定界面，其中聚氧化乙烯有機凝膠有效保護鎂金屬，抑制腐蝕。聚丙烯酰胺水凝膠電解質不僅為空氣電極發生的氧還原反應提供了必要的水，而且研究發現當使用含氯金屬鹽(氯化鋰、氯化鈉)的水凝膠時，鎂空氣電池的放電產物為具有獨特針狀結構的Mg2Cl(OH)3，而不是文獻中通常報道的致密的氫氧化鎂。
展開 中科大Adv. Mater. ：直接激光寫入石墨烯用于微柔性超高功率超級電容器
圖 2 在PVA/H2SO4水凝膠和FS/IL離子凝膠電解質中，PET基底上的MG-MSC的電化學表征圖
（A）在10 V s-1的掃描速率下的CV曲線圖；
（B）在500 V s-1的掃描速率下的CV曲線圖；
（C）不同掃描速率下的放電曲線圖；
（D）不同掃描速率下的面積和體積比容量圖；
（E）MG-MSCs、商業LTF電池、電解電容器和碳基MSCs的Ragone曲線圖
（F）高效離子存儲和運輸的MG微電極幾何結構示意圖。
圖 3 柔性AC-線采集裝置的高頻響應圖
（A）在PVA/H2SO4凝膠電解質（黑色）和FS/IL離子凝膠電解質（紅色）中，MG-MSCs的奈奎斯特圖（插入圖是高頻放大圖）；
（B）阻抗相位角與頻率的關系圖；
（C）鋁電解電容器（AEC）、碳基MSC和MG-MSC的對比圖；
（D）交流輸入信號和整流脈動直流信號圖；
（E）MG-MSC的直流輸出圖（插圖是彎曲設備的電荷存儲）。
圖 4 可集成器件的設計圖
（A）PI上集成能量收集裝置的原理圖和電路圖；
（B）集成能量收集/壓力/氣體傳感器設備的光學圖；
（C）PVA/H2SO4電解質中，已報道的能量儲存裝置和MG-PANI MSC的對比Ragone圖；
（D）在4 μA cm-2的電流下，PEG、MG-MSC和MG-PANI MSC的放電曲線和MG-MSC的充電曲線圖；
（E）兩個MSC隨時間變化的漏電流圖；
（F-H）壓力（F），行走（G）和暴露于NO2和NH3（H）的電流響應圖。
【小結】
本文展示了DLW型石墨烯平面型MSC的原型器件，其性能優異。CVD石墨烯的大量生產和穩定的干轉移，保證了多層石墨烯填料高度穩定的層間距離，有利于高效的離子遷移和優良的MG微電極電導率。制成的柔性MSC提供了優異的體積功率和能量密度。
展開 ETH團隊設計，制造透明可拉伸的水凝膠鋅離子電池
（a）PAM水凝膠電解質的照片。（b）凍干的PAM水凝膠的SEM圖像，（c）PAM水凝膠，ZnSO
4
/MnSO
4
鹽溶液和PAM水凝膠電解質的ATR-IR光譜。（d）PAM水凝膠電解質的奈奎斯特圖。
圖
4.
（a）透明和可拉伸的全細胞制備過程的示意圖。（b）最終的完整電池，（c）機械彎曲，（d）扭曲和（e）拉伸的照片。
圖
5.
（a）不銹鋼/電解質/不銹鋼電池中以鋅箔為參比電極的PAM水凝膠電解質的CV曲線，掃描速率為0.2至2.0 V之間的0.2 mV s
–1
。（b）CV曲線 以1 mV s–1處的鋅陽極（紅線）和α-MnO2陰極（藍線）的角度，其中PAM水凝膠電解質介于兩者之間，并且以鋅箔作為參比電極。（c）完全組裝的透明全電池的透光率和照片（插圖）。（d）透明無應變電池的前五個循環的CV曲線，掃描速度為0.1 mV s
–1
，介于1和1.8 V之間。（e）透明無應變電池在1 C電流密度下的循環性能。（f）透明無應變
電池在
1 C，電流密度為1 C時的第1次，第10次，第100次和第120次循環的GCD曲線。
圖
6.
（a）透明鋅離子電池在50％應變下的照片。（b）頂部電極在50％應變下的光學顯微鏡圖像。（c）在0–50％應變下整個細胞的透光率。（d）透明電池在0–50％應變下的GCD分布圖，并在1 C的電流密度下釋放到初始狀態。（e）透明電池在0–50％應變下在120循環下的循環性能 電流密度為1C。（f）透明鋅離子電池在0–50％應變下的奈奎斯特圖。
展開 
哈工大：水系堿性電池方面取得重大進展！
水系電池采用水作為電解質溶劑，解決了易燃有機電解質引起的安全問題，在柔性可穿戴電子領域受到研究者的重視。但是，水系電池存在一定的弊端。一方面，其凝膠電解質在電池充放電過程中易失水，使得離子導電率下降，電解質成分偏析，容量劇減，最終導致電池循環穩定性差；另一方面，在日常使用過程中，它們總是不可避免地受到各種變形和局部應力的影響，嚴重限制電池的壽命和可靠性，最終導致電子系統的故障。
針對上述問題，校區黃燕教授合成出新型聚丙烯酸鈉基水凝膠電解質。
聚丙烯酸鈉與水分子間的高相互作用能量使其具有超保水特性，同時丙烯酸酯負電荷基團在負極表面形成類SEI膜有效抑制枝晶形成。采用該電解質制備的柔性鎳鋅和鋅空氣電池都展現出了最長循環穩定性能，循環次數/時間比目前所有文獻報道的結果高出8-40倍。
上欄：聚丙烯酸鈉水凝膠電解質示意圖及柔性堿性鎳鋅（左）和鋅空電池（右）的循環穩定性比較；下欄：本征自愈合堿性鎳鋅電池愈合前后圖；
此外，聚丙烯酸鈉水凝膠分子鏈通過鐵離子交聯以促進整體網絡的動態重建。這些非共價交聯在水凝膠被切斷時重新連接受損表面，為電池實現固有的自我恢復能力提供最終解決方案。因此，使用該水凝膠電解質的鎳鋅電池可自主自愈，在4次斷裂/愈合循環后保留超過87％的容量。
黃燕教授的獨創性成果大大解決了水系堿性電池的循環穩定性和本征自愈合問題，并且在這些指標上達到了一個新的高度。
展開 《AFM》封面：固體電解質應用的強和高含水量離子水凝膠
摘要
在文章編號
2100251 中，
印度拉吉夫甘地石油技術研究所
Umaprasana Ojha
教授
和同事利用
互穿聚合物系統 (SNIPSy) 策略的簡單補充網絡開發了強和超高含水量的水凝膠，作為固體電解質實施
，適用于柔性和可充電的水性鋅/鋰電池 適用于海底和其他極端條件，例如低溫、高壓和水下區域。
相關封面論文以題為
Supplementary Networking of Interpenetrating Polymer System (SNIPSy) Strategy to Develop Strong & High Water Content Ionic Hydrogels for Solid Electrolyte Applications
發表在《
先進功能材料
》上，同時收錄為封面。
封面圖
參考文獻
：
doi.org/10.1002/adfm.202170190
往期回顧
1.東華丁彬/武大鄧紅兵《ACS Nano》蘆葦葉啟發的二氧化硅納米纖維氣凝膠，用于耐鹽太陽能海水淡化
2.北化李曉鋒/于中振《AFM》超靈敏壓力/彎曲傳感器雙向冷凍軟而彈性層狀石墨烯氣凝膠的合理設計
版權聲明：
「
高分子材料科學
」旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。編輯水平有限
，
上述僅代表個人觀點。投稿，薦稿或合作請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
展開 同濟大學陳濤: DMSO摻雜的聚合物水凝膠電解質，在?20至100°C的溫度下保留高電容的柔性超級電容器
最近
，
同濟大學
陳濤教授
團隊
展示了一種具有高離子傳導性的聚合物水凝膠，用于具有高性能和出色的耐候性的柔性超級電容器。
聚合物水凝膠的寬溫度適應性是通過引入二甲基亞砜
(
DMSO)的添加劑實現的，該添加劑可與水分子和聚合物分子的官能團形成豐富的氫鍵。
優化的水凝膠在
-20和100°C下分別具有0.82和1.12 S m
-1
的高離子電導率，與室溫下的電
導率相當。使用聚合物水凝膠作為電解質，與之相比，所得的超級電容器不僅顯示出高電化學性能，而且在低溫（
-20°C）和高溫（100°C）時均顯示出高達91％和85％的高電容保持率。
此外，即使在-20°C的條件下，開發的超級電容器也具有出色的機械柔韌性。具有寬溫度耐受性的聚合物水凝膠將來很容易實現功能化，并廣泛用于在惡劣環境下工作的其他柔性能源設備和電子產品。
相關論文以題為
Flexible supercapacitors with high capacitance retention at temperatures from
?
20 to 100
°
C based on DMSO-doped polymer hydrogel electrolytes
發表在《
Journal of Materials Chemistry A
》
。
【主圖導讀】
圖
1
.防凍水凝膠的合成過程示意圖（
a
）和水凝膠中水，DMSO和聚合物鏈之間的氫鍵相互作用（b）。（c和d）抗凍P（AMPS
0.3
-co-AAM
0.4
）水凝膠的FTIR光譜。（e和f）不同放大倍數的P（AMPS
0.3
-co-AAM
0.4
）水凝膠的SEM圖像。
展開 《AFM》休斯頓大學：用于電化學裝置有機半導體納米管致動器
B,C) 復合光學顯微照片顯示在循環伏安法期間，OSNTs 致動器在液體和凝膠電解質中的可逆彎曲變形，掃描速率為 10 mV s
–1
一個完整循環。箭頭表示連續還原 (R) 和氧化 (O) 過程中的彎曲方向。OSNT 沉積在致動器梁的左側。D、E) 循環伏安圖、F、G) 質量通量和 H、I) OSNTs 執行器的尖端位移作為 CV 循環過程中在包含 0.1 m NaPSS 的電位范圍內的電位范圍內的電位函數+0.4 V（相對于 Ag/AgCl）在 10 mV s
–1
（藍色方塊）、50 mV s
–1
（綠色圓圈）、100 mV s
–1
（紅色向上三角形）和 200 mV s
–1
的不同掃描速率下（黑色向下三角形）。
圖3
OSNTs 器件在各種 CV 掃描速率下的電化學機械響應。
A、B) 復合照片說明在 A) 液體和 B) 凝膠電解質中以 10、50、100 和 200 mV s
–1
的不同掃描速率在 CV 循環期間發生的最大尖端偏轉。C-I) 在液體（黑色）和凝膠（紅色）電解質中循環期間作為掃描速率函數的 OSNT 致動器響應，包括：C) 質量流入，D) 電荷存儲密度，E) 最大位移，F) 最大值 應變，G）最大速度，H）響應時間，以及 I）驅動力。J, K) 10 mV s
–1
（藍色方塊）、50 mV s
–1
（綠色圓圈）、100 mV s
–1
（紅色向上三角形）和 200 mV s
–1
不同掃描速率下的驅動力-位移圖（黑色向下三角形）在 J) 液體和 K) 凝膠電解質中。
圖4
高性能
OSNT 設備的長期評估。
A) 與不同類型的軟電化學執行器相比，OSNT 執行器的功耗/應變百分比。
展開 