柔性鋅基電池
關注創建者：馬里奧 創建時間：2018-11-26
柔性鋅基電池的實例教程
2.5、其它的因素
雖然現在所有制備好的柔性鋅基電池在經過多次變形后仍舊表現出極佳的穩定性，但是機械變形對柔性鋅基電池的電化學行為的動態影響卻很少被關注。在動態彎曲下，與實際柔性電子設備的需求相關的電池性能幾乎沒有被系統的表征/理解。因此，為了探討外力對柔性鋅基電池性能的影響，還需要更多努力和先進的表征技術來探索該領域。
目前，商業化的薄膜 Zn-MnO2電池是制造2D結構柔性鋅基電池有前景的方法。盡管1D柔性鋅基電池具有許多突出結構的優點，但是最近還沒有報道的有效制造工藝。因此，未來還應努力開發能夠支持大規模、低成本生產的新型制造工藝。此外，還應建立與鋰離子電池類似，關于柔性鋅基電池的測試和評估標準。同時，由于柔性鋅-空氣電池具有半開放結構的固有特征，允許來自環境空氣的氧氣進出擴散，因此其包裝材料必須是多孔的，以確保通過氣體，且需要防水以避免電解液的水分流失
3、總結與展望
本文簡要討論了柔性的鋅基電池的發展中存在的挑戰和要點，還研究了一些研究人員忽視的問題，而這些問題在未來的基于鋅的電池開發中本應該被充分的考慮。隨著現在生活水平的提高，對可穿戴電子產品的要求越來越高，柔性的鋅基電池雖然已經取得了顯著的成就，但是對它研究仍處于早期階段。柔性的鋅基電池的實用的能量密度和長期耐用性仍然很差，無法滿足柔性電子應用的需求。綜合前面對鋅基電池的優點的描述，它具有低成本、更高安全性和更高體積能量密度的優點，是最有希望替代鋰離子電池用于柔性電子器件。因此為了滿足現實生活對柔性電子產品的需求，應該探索更多新的策略，以進一步開發具有改進的實際能量密度和循環壽命的柔性的鋅基電池，使其電池壽命接近或優于現有的鋰離子電池。
展開 然而，由于ZFBs使用的是低成本的鋅(Zn)作為負極，限制其廣泛應用的主要障礙之一是臭名昭著的Zn樹枝/堆積問題，因為不受控制的Zn樹枝晶可能會穿透薄膜，最終導致電池短路。可充電鋅基水溶液液流電池(ZFBs)是一種很有前途的大規模儲能設備候選材料。然而，來自鋅枝晶的挑戰和有限的面積容量極大地阻礙了它的廣泛應用。
來自中科院大連化物所等單位的研究人員，構建了一種原位垂直生長的層狀雙氫氧化物薄膜(LDH-G)，以實現長壽命的ZFBs。由于LDH納米片具有高的氫氧化物離子導電性和離子選擇性，特別是通過精確控制垂直排列的LDH的定向離子傳輸，可以實現優異的電池性能。此外，無缺陷的LDHs層用作緩沖層，以實現均勻的Zn沉積，從而極大地提高了電池的面積容量。
結果表明，所設計的膜使堿性鋅鐵液流電池具有優異的倍率性能和循環穩定性，在260mA cm?2下循環800次，能量效率可達80%，是目前報道的最高性能。最重要的是，LDHs層能使電池長周期穩定工作1200h，并且鋅沉積均勻、面積容量高達240mAh cm?2。本工作實現了在聚合物襯底上原位生長三維LDHs陣列，為ZFBs的高面容量和無枝晶沉積提供了一種策略。相關論文發表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202102167
圖1.a)LDH-G制備示意圖。
圖2.
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