​复旦王永刚/上海电力刘海梅AFM：面向实际应用的3D打印高面容量柔性锌离子微型电池

印刷锌离子微型电池（PZIMBs）具有微型化、可定制和经济实惠等特点，因此在柔性电子设备领域大有可为。然而，目前PZIMBs的发展受到其有限面容量的严重阻碍。

图1. P-NVO阴极材料的形态、结构和电化学性能

复旦大学王永刚、上海电力学院刘海梅等基于三维打印技术，通过优化材料特性、电极油墨配方和打印参数，实现了高面容量的PZIMB。实验显示，阴极材料-聚乙烯吡咯烷酮诱导的钒酸铵（P-NVO）纳米带在0.1 mA g^-1的条件下显示出457.3 mAh g^-1的高容量，同时具有良好的循环性能和倍率能力。由交联聚丙烯酰胺-聚乙烯吡咯烷酮（PAM-PVP水凝胶电解质）组成的双网络水凝胶电解质具有出色的离子电导率（107.22 mS cm^-1）、高伸展性（970%）和粘度。

图2. 3D打印锌离子微型电池的结构

所构建的PZIMB在0.5 mA cm^-2的条件下具有4.02 mAh cm^-2的高电容，同时还具有良好的机械柔韧性。此外，通过将PZIMB与压力传感器集成，这项工作开发出了一种类似于电子皮肤的交互系统，这种集成实现了可穿戴设备的实际应用。总体而言，这项研究提出了一种制备高面容量PZIMB的新方法，有助于推动柔性储能技术的发展。

图3. 集成设备

3D Printed Flexible Zinc Ion Micro-Batteries with High Areal Capacity Toward Practical Application. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310966