朱纪欣/赵阳Nano Lett.: 具有超长稳定性的柔性纤维状锌离子电池

柔性水系锌离子电池（ZIBs）由于其成本效益、环境友好性和高理论能量密度而被认为是可穿戴电子产品的有前途的储能装置。然而，现有的柔性水系ZIBs普遍循环寿命差、柔韧性低，严重限制了在柔性可穿戴电子产品中的实际应用。

在此，南京工业大学朱纪欣教授及西北工业大学赵阳副教授等人通过在碳纳米管纤维上对自组装钴基金属有机骨架（MOF）进行简单的原位氧化处理来构建三维（3D）超薄Co₃O₄纳米片的柔性纤维状电极（Co₃O₄ NSs@CNTF）。

作者以这种自组装Co₃O₄ NSs@CNTF作为正极和沉积在碳纳米管纤维上的Zn纳米片（Zn NSs@CNTF）作为负极，展示了柔性纤维状的水系ZIB且在温和且中性的水系电解液中表现出高比容量、优异的倍率性能和高工作电位。

图1. 柔性纤维状ZIB的制备示意图和电极材料的形态表征

此外，通过在温和的水系电解液中预添加痕量Co²⁺阳离子的简单电解液动力学工程策略，纤维状电池的循环寿命大大提高。改进的纤维状ZIB显示出高比容量（158.70 mAh g^-1@1 A g^-1)、优异的倍率容量和出色的循环寿命（10000次循环后容量保持率为 97.27%）。

这种纤维状的ZIB还表现出卓越的柔韧性，在120°下弯曲2000次后仍能很好地保持电化学性能。最后，将纤维状的ZIBs编织成毛衣并串联起来可以为具有高安全性的智能手表供电，这表明其在柔性和可穿戴电子产品中显示出巨大的应用前景。

图2. 柔性纤维状ZIB的电化学特性

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

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/0909dd898e/

朱纪欣/赵阳Nano Lett.: 具有超长稳定性的柔性纤维状锌离子电池

相关推荐