Het thermische wegloopprobleem is al lang een obstakel dat de ontwikkeling van hoge energiedichtheid, krachtige leveringsbatterijen. Deze batterijen zouden veel warmte genereren in een ultrasnel laad-/ontlaadproces of in gevaarlijke omstandigheden, zoals overladen en kortsluiting. Om de in de batterijen opgehoopte warmte af te voeren, fysieke veiligheidsontwerpen zoals gezekerde scheidingsschakelaars, blusmiddelen, en uitschakelstroomafnemers zijn toegepast. Echter, deze benaderingen bieden slechts eenmalige bescherming. Er is geen voorziening voor deze strategieën om spontaan de oorspronkelijke werkconditie van batterijen te herstellen zodra de temperatuur is afgekoeld. Daarom, intelligente en actieve interne veiligheidsstrategieën zijn vereist voor het vervaardigen van slimme batterijen met dynamische elektrochemische prestaties en zelfadaptieve reactie op temperatuur.

Omkeerbare sol-gel-overgangshydrogels hebben veel onderzoeksinteresse gekregen vanwege hun slimme reactie op omgevingstemperatuur. Ze bevinden zich normaal gesproken in vloeibare toestand bij of onder kamertemperatuur en kunnen bij verhitting boven een kritische temperatuur in stationaire gels veranderen. Bovendien, deze overgang kan na afkoeling worden teruggedraaid, met interessante temperatuurafhankelijke eigenschappen. Sol-gel-overgangspolymeren kunnen mogelijk goede kandidaten zijn voor het ontwerpen van geavanceerde batterijen met intelligente thermische verantwoordelijkheid.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van prof. Chunyi Zhi van de City University van Hong Kong heeft met succes een temperatuurgevoelige sol-gel-overgangselektrolyt gesynthetiseerd die in protonen ingebouwd poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylzuur) (PNA) omvat. Ze verwerkten het in een oplaadbaar Zn/α-MnO2-batterijsysteem. Na verwarming boven de lage kritische temperatuur, een geleringsproces vindt plaats in de PNA sol-gel elektrolyt en remt de migratie van zinkionen aanzienlijk, wat leidt tot een verminderde specifieke capaciteit en een verhoogde interne weerstand van de batterij, waardoor de batterij wordt uitgeschakeld.

Na afkoeling, de overgang wordt teruggedraaid naar vloeibare toestand en een originele elektrochemische prestatie kan worden hersteld. Belangrijker, in tegenstelling tot traditionele strategieën, de sol-gel-elektrolyt geeft de thermoresponsieve batterij dynamische laad- / ontlaadprestaties bij verschillende temperaturen, inschakelen van "slimme" thermische controle voor de batterij. Dit werk vertegenwoordigt een haalbaar concept voor zelfbeschermingsbatterijen via omkeerbare sol-gel-overgang.