印刷鋅離子微型電池(PZIMBs)具有微型化、可定制和經濟實惠等特點,因此在柔性電子設備領域大有可為。然而,目前PZIMBs的發展受到其有限面容量的嚴重阻礙。
圖1.?P-NVO陰極材料的形態、結構和電化學性能
復旦大學王永剛、上海電力學院劉海梅等基于三維打印技術,通過優化材料特性、電極油墨配方和打印參數,實現了高面容量的PZIMB。實驗顯示,陰極材料-聚乙烯吡咯烷酮誘導的釩酸銨(P-NVO)納米帶在0.1 mA g-1的條件下顯示出457.3 mAh g-1的高容量,同時具有良好的循環性能和倍率能力。由交聯聚丙烯酰胺-聚乙烯吡咯烷酮(PAM-PVP水凝膠電解質)組成的雙網絡水凝膠電解質具有出色的離子電導率(107.22 mS cm-1)、高伸展性(970%)和粘度。
圖2.?3D打印鋅離子微型電池的結構
所構建的PZIMB在0.5 mA cm-2的條件下具有4.02 mAh cm-2的高電容,同時還具有良好的機械柔韌性。此外,通過將PZIMB與壓力傳感器集成,這項工作開發出了一種類似于電子皮膚的交互系統,這種集成實現了可穿戴設備的實際應用??傮w而言,這項研究提出了一種制備高面容量PZIMB的新方法,有助于推動柔性儲能技術的發展。
圖3. 集成設備
3D Printed Flexible Zinc Ion Micro-Batteries with High Areal Capacity Toward Practical Application. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310966
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