為下一代柔性可穿戴電子設備供電的電池需要出色的機械彎曲性和可折疊性。本文中，設計和制造了一種由超長MnO
2納米線和石墨烯納米片構(gòu)成的自立的混合納米體系結(jié)構(gòu)，作為柔性和可折疊鋅離子電池（ZIBs）的先進且輕巧的正極。新設計的電池不僅具有基于總正極質(zhì)量的436 Wh kg
-1的高能量密度，而且還具有良好的2000次循環(huán)耐久性。更重要的是，可變形的ZIBs可以在彎曲和折疊情況下運行而不會損失任何容量。具有高能量密度和長壽命的可折疊ZIBs，對于智能和可穿戴電子設備具有廣闊的前景。
Figure 1. a）MnO
2/rGO納米復合膜的1D/2D雜化結(jié)構(gòu)示意圖及其數(shù)字照片。MnO
2/rGO納米復合材料的b–d）SEM和e）TEM，f）HRTEM，g）HAADF-SAED，h）HAADF-STEM以及相應EDX元素映射圖像。
Figure 2. MnO
2/rGO膜在0.1 A g
-1下的a）恒電流充電/放電曲線和b）循環(huán)穩(wěn)定性。c）在不同電流密度下的充電/放電曲線，以及d）相應的倍率性能。混合電極在e）1.0和f）2.0 A g
-1時的循環(huán)性能。g）我們電池的Ragone圖，與先前報道的ZIBs進行比較。
Figure 3. a）在不同充電/放電深度的異位XRD圖譜。MnO
2/rGO電極在新鮮狀態(tài)b），A狀態(tài)c），B狀態(tài)d）和C狀態(tài)e）下的SEM圖像。f）不同掃描速率下的CV曲線。g）在平臺I（1.36 V）和II（1.23 V）處獲得的奈奎斯特圖。h）GITT曲線以及充電/放電過程中相應的離子擴散系數(shù)。
Figure 4. a）柔性和可折疊ZIB單元的示意圖。ZIB電池在不同機械變形下的b）恒電流充電/放電曲線和c）循環(huán)穩(wěn)定性。d–g）ZIB電池在平坦、彎曲和折疊狀態(tài)下，為電動風扇供電的數(shù)碼照片。h–i）使用ZIB電池作為柔性電子表帶。j）兩個連接的ZIB電池可點亮四個紅色LEDs。
相關(guān)研究成果于2021年由西北工業(yè)大學與陜西石墨烯聯(lián)合實驗室Jian-Gan Wang課題組和特拉華大學Bingqing Wei課題組，發(fā)表在Adv. Funct. Mater.（DOI: 10.1002/adfm.202007397）上。原文：Highly electrochemical active composites based on capacitive graphene/aniline oligomer hybrid for high-performance sustainable energy storage devices。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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