东南大学陈永平、高崴团队在《Nature Communications》发表柔性离子热电电池领域最新研究成果

（通讯员 孟昊飞）4月1日，东南大学能源与环境学院陈永平教授、高崴教授团队在《Nature Communications》上发表题为“An ultrathin ionic thermoelectric cell design utilizing near body heat for self-powered wearable electronics（收集人体热能驱动可穿戴电子设备的超薄离子热电电池）”的论文，报道了该团队在柔性离子热电电池领域的最新研究成果。

柔性离子热电电池可将低品位热能原位转换为电能，实现电子信息器件/设备供电，在可穿戴设备、分布式物联网等领域具有广阔的应用前景。为适应轻量化、便携式供电需求，如何在纤薄非平面异形空间内实现高效、高功率热电转换，是柔性离子热电电池走向实际应用面临的关键挑战。

为此，研究团队提出了一种基于共面阴、阳电极的超薄柔性离子热电电池新构型。该构型将电容型阴极与电池型阳极共面集成于负载活性离子的高导电超薄凝胶电解质同一侧，利用两电极电化学热力学特性的非对称性：阴极发生温度诱导的赝电容响应、阳极发生正温度系数的氧化还原重构，使受热两极之间自发形成电势差，驱动活性离子在电解质展向平面内高效输运并发生空间非对称氧化还原反应（图1），实现小时级持续供电。该型离子热电电池独特的构型设计与工作机制，使其具备良好的柔性化及轻薄化潜力。同时，阴、阳电极的初始本征电压与升温诱导的热电压相互叠加，有效提升了电池的开路电压。此外，高导电凝胶电解质的引入促进了活性离子在体相及电极-电解质界面的快速传输，降低了体相电阻与界面电荷转移阻抗，进而实现了峰值功率密度与能量密度的显著提升。

图1 超薄柔性离子热电电池的热电转换性能

经进一步匹配和集成多个电池单元，团队制备出了厚度仅1 mm的超薄电池阵列。在接近体温（36℃）的热源条件下，由20个电池单元串联组成的柔性超薄电池阵列，可实现1.9V的稳定电压输出，并持续供电2小时，峰值功率密度达23 W·m^-2。该阵列可紧密贴合人体皮肤，并直接为商用智能电子设备供电，展示了其在可穿戴自供电系统中的广阔应用前景。这项工作为超薄柔性可穿戴离子热电电池的研发提供了崭新思路和技术方案。

能源与环境学院博士研究生孟昊飞为论文的第一作者，陈永平教授和高崴教授为论文的共同通讯作者，东南大学为论文的第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-71286-2

供稿：能源与环境学院

（责任编辑：翟梦杰 审核：宋业春）