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锂离子微型储能器件——柔性、耐高温、模块化集成
2018-07-18
来源：转载自第三方
近日，大连化物所吴忠帅团队与包信和院士团队合作开发出了一种具有多方向传质、优异柔性和高温稳定性的平面集成化全固态锂离子微型电池，相关文章题为“All-Solid-State Planar Integrated Lithium Ion Micro-Batteries with Extraordinary Flexibility and High-Temperature Performance”[1]，发表在Nano Energy上。
近年来，随着柔性可穿戴化、便携式、微型化、集成化电子器件的快速发展，迫切需要开发高功率密度、高能量密度、柔性化、模块化集成等特征的微型储能器件。锂离子储能器件是目前社会上应用最广泛和最为流行的，然而，其堆叠结构的器件构型极大地限制了其机械柔性、高温性能以及模块化集成能力。
上个月中旬，该研究团队就在国际上率先开发出一种新概念的全固态柔性平面锂离子微型电容器[2]。该微型电容器以高导电石墨烯为集流体，以高电压离子凝胶作为电解质，以纳米钛酸锂为负极和活化石墨烯为正极构筑出高离子电子传导的平面交叉指型微电极，进而在一个基底上组装出全固态锂离子微型电容器。该锂离子微型电容器具有高能量密度、优异的循环稳定性、高温电化学稳定性、优异的机械柔性以及良好的模块化集成能力。
最近，该研究团队开发了一种具有优异体积能量密度，出色灵活性，高温性能的全固态平面集成化的锂离子微型电池（LIMB）。该锂离子微型电池以纳米钛酸锂纳米球为负极，磷酸铁锂微米球为正极，高导电石墨烯为非金属集流体，离子凝胶为电解液，具有平面十指交叉构型且无需使用传统隔膜和金属集流体。得到的LIMB在室温下表现出高体积能量密度、出色的倍率性能、超长的循环稳定性、出色的灵活性、高温稳定性，以及出色的小型化和简化的模块化，可轻松控制输出电压和容量，从而实现对输出电压和容量的控制。
吴忠帅团队的工作为开发柔性化、小型化、智能化储能器件提供了新的策略和巨大的机会。我们期待它能早日走进我们的生活。
参考文献
[1] Shuanghao Zheng, Zhong-Shuai Wu, Feng Zhou, et al. All-solid-state planar integrated lithium ion micro-batteries with extraordinary flexibility and high-temperature performance. Nano Energy 2018, 51, 613-620.
[2] Shuanghao Zheng, Jiaming Ma, Zhong-Shuai Wu, et al. All-solid-state flexible planar lithium ion micro-capacitors. Energy Environ. Sci., 2018, doi: 10.1039/C8EE00855H.
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑
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