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柔性水系鋅離子電池（ZIBs）由于其成本效益、環境友好性和高理論能量密度而被認為是可穿戴電子產品的有前途的儲能裝置。然而，現有的柔性水系ZIBs普遍循環壽命差、柔韌性低，嚴重限制了在柔性可穿戴電子產品中的實際應用。

在此，南京工業大學朱紀欣教授及西北工業大學趙陽副教授等人通過在碳納米管纖維上對自組裝鈷基金屬有機骨架（MOF）進行簡單的原位氧化處理來構建三維（3D）超薄Co₃O₄納米片的柔性纖維狀電極（Co₃O₄ NSs@CNTF）。

作者以這種自組裝Co₃O₄ NSs@CNTF作為正極和沉積在碳納米管纖維上的Zn納米片（Zn NSs@CNTF）作為負極，展示了柔性纖維狀的水系ZIB且在溫和且中性的水系電解液中表現出高比容量、優異的倍率性能和高工作電位。

圖1. 柔性纖維狀ZIB的制備示意圖和電極材料的形態表征

此外，通過在溫和的水系電解液中預添加痕量Co²⁺陽離子的簡單電解液動力學工程策略，纖維狀電池的循環壽命大大提高。改進的纖維狀ZIB顯示出高比容量（158.70 mAh g^-1@1 A g^-1)、優異的倍率容量和出色的循環壽命（10000次循環后容量保持率為 97.27%）。

這種纖維狀的ZIB還表現出卓越的柔韌性，在120°下彎曲2000次后仍能很好地保持電化學性能。最后，將纖維狀的ZIBs編織成毛衣并串聯起來可以為具有高安全性的智能手表供電，這表明其在柔性和可穿戴電子產品中顯示出巨大的應用前景。

圖2. 柔性纖維狀ZIB的電化學特性

Electrolyte Dynamics Engineering for Flexible Fiber-Shaped Aqueous Zinc-Ion Battery with Ultralong Stability, Nano Letters 2021. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c0345

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朱紀欣/趙陽Nano Lett.: 具有超長穩定性的柔性纖維狀鋅離子電池

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