一体化制备:助力高性能柔性电子发展

柔性可穿戴电子器件开始进入人们的视线,并受到人们的追捧。与之匹配的柔性储能器件开发对于柔性可穿戴电子器件的发展具有至关重要的作用。能量密度是衡量新型电化学储能器件性能的关键指标。锌空电池采用金属锌为负极,空气为正极,具有1084 Wh/kg的高理论能量密度,因而受到广泛关注。然而,空气正极的氧还原与氧析出的催化性能严重制约了电池的实际能量密度与充放电循环性能。四氧化三钴的碳基复合材料在碱性环境中具有良好的氧还原与氧析出双功能催化作用,是锌空电池空气极催化剂的很好选择。但是传统的空气极制备采用活性材料涂覆的方法,存在着活性材料分散性差,粘结剂增加界面电阻,活性材料与集流体结合力差等问题。锌空电池性能依然无法充分发挥。因此高性能催化剂与集流体一体化具有重要意义。

一体化制备:助力高性能柔性电子发展

目前,天津大学胡文彬钟澄研究团队设计了一种具有高效氧还原与氧析出催化性能的一体化空气电极以提高柔性锌空电池性能。该团队采用快速电沉积的方法在碳布的碳纤维表面原位平铺了一层氢氧化钴,通过热处理工艺,获得具有介孔的原子层厚度的四氧化三钴层,形成超薄介孔四氧化三钴与碳布复合的一体化空气电极。四氧化三钴与碳布具有最大的接触面积,有利于电子传输,另外,四氧化三钴平铺于表面,不易团聚。由于高利用率与高催化性能,质量催化活性是商业四氧化三钴涂覆碳布表面的10倍以上。以一体化制备的空气电极组装而成的柔性锌空电池具有高达546 Wh/kg的实际能量密度,展现出优异的充放电性能,在2 mA/cm2的充放电电流密度下,放电电压为1.03 V,充电电压未1.95 V。同时,电池具有良好的循环稳定性,无论是电化学循环稳定性,10小时充放电,还是机械循环稳定性,300次反复机械弯折,电池性能都没有明显的下降。

此外,该团队将柔性锌空电池与柔性显示有机结合,形成一体化柔性电子器件。该电子器件不管是在弯折,还是扭曲,甚至是剪切破坏,都可以正常工作,没有明显的性能衰减,可以用于特殊工作环境,以及极限工况条件。从一体化的空气电极制备到一体化的柔性电子器件制备,一体化理念为高性能柔性化储能器件与柔性化电子器件的发展提供了新思路。

本工作以封面文章的形式发表在Advanced Energy MaterialsDOI: 10.1002/aenm.201700779)上,第一、第二作者为上海交通大学材料科学与工程系博士生陈徐、硕士生刘斌

猜你喜欢

相互交联氧化钴/碳纳米管复合气凝胶用于柔性可充锌空气电池

氮掺杂型Co3O4介孔纳米线阵列:柔性固态锌空电池的新型高效阴极材料

基于固态离子液电子传输材料的高效柔性钙钛矿太阳能电池

柔性钠离子赝电容器:柔性可穿戴电子设备的福音

(点击以上标题可以阅读原文)



一体化制备:助力高性能柔性电子发展

MaterialsViewsChina 

官方微信平台

聚焦材料新鲜资讯

材料大牛VS新秀访谈
MVC论文排行榜每月新鲜出炉
热爱科研的你还在等什么,快加入我们一起微互动吧!!!


微信号:materialsviews

微博:materialsviews中国

欢迎个人转发和分享,公众号或媒体如需要转载,请联系:

materialsviewschina@wiley.com

关注材料科学前沿,请长按识别二维码

一体化制备:助力高性能柔性电子发展

点击左下角“阅读原文”,阅读Advanced Energy Materials原文

本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

(0)
清新电源清新电源
上一篇 2017年8月7日 上午1:00
下一篇 2017年8月9日 上午1:00

相关推荐

发表回复

登录后才能评论