柔性纤维状镍锌电池的研究进展发表于《Adv. Mater.》

随着现代化电子设备正趋向小型化、可穿戴化的方向快速发展，新型柔性、可穿戴供能装置的开发也逐渐引起人们的广泛关注。其中柔性纤维状能源装置可以直接通过传统的纺织技术将其与可穿戴化电子装置进行有效结合并予以供能，其设计与开发已经成为当前的研究热点。在各种储能器件中，Ni-Zn电池因具有成本低、安全、环境友好、高电压和高容量等优点而备受关注。然而，目前研究报道的大部分Ni-Zn电池在充放电过程中都存在严重的容量衰减问题，制约了Ni-Zn电池的进一步发展。因此，设计并开发一种具有高倍率、长寿命的柔性纤维状Ni-Zn电池具有重大意义。

针对该问题，我院博士生曾银香和本科生孟玥等人在卢锡洪副教授与吴明娒教授指导下，基于镍-氧化镍异质结构正极材料设计了一种高性能的、循环性能优异的柔性纤维状Ni-Zn电池。相比于NiO正极，具有异质结结构的Ni-NiO复合正极材料的导电性更高，更有利于电子的传输和离子的扩散。因此，组装的基于Ni-NiO正极的纤维状Ni-Zn电池比容量高达237.8 μA h cm−3，功率密度达到20.2 mW cm-2，高于很多研究报道的纤维状超级电容器。更重要的是，这种纤维状Ni-Zn电池具有极好的循环稳定性，经过10000次循环充放电后容量衰减很少。此外，组装的纤维状Ni-Zn电池具有很好的柔韧性，弯曲基本上不影响它的性能。该研究成果发表在国际著名学术期刊《Adv. Mater.》上（Yinxiang Zeng, Yue Meng, Zhengzhe Lai, Xiyue Zhang, Minghao Yu, Pingping Fang, Mingmei Wu*, Yexiang Tong and Xihong Lu* Adv. Mater., 2017, 29(44), 1702698），题为“An Ultrastable and High-Performance Flexible Fiber-Shaped Ni–Zn Battery based on a Ni–NiO Heterostructured Nanosheet Cathode”。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学杰出青年基金、广东省特支计划科技创新青年拔尖人才项目、广州市珠江科技新星专项等项目的资助。

文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201702698/full