可穿戴雙極型可充鋁電池研究獲進(jìn)展
可穿戴電子器件和柔性屏的蓬勃發(fā)展推動(dòng)著對(duì)先進(jìn)柔性儲(chǔ)能器件的不斷研究。為了滿足柔性和便攜性的雙重要求，柔性電池需要在電極材料選取和電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上同時(shí)具備良好的柔性、高能量密度和較好的安全性能。目前大部分柔性電池的研究主要針對(duì)柔性材料和組件的開發(fā)，在電池整體結(jié)構(gòu)上仍舊沿襲傳統(tǒng)單極型設(shè)計(jì)，并且為了維持電池整體的柔性、導(dǎo)電性和連接性，往往引入大量額外的非活性組件，致使電池能量密度大大降低。鑒于此，針對(duì)可穿戴電池的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行電池結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計(jì)尤為重要。 3M"eAK([
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近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心清潔能源實(shí)驗(yàn)室E01組研究人員，針對(duì)上述問題為柔性電池設(shè)計(jì)了一體化的雙極型結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于可充鋁電池中（圖1），該設(shè)計(jì)充分結(jié)合了碳/聚乙烯膜的柔性和雙極型結(jié)構(gòu)的低內(nèi)阻、高能量密度的優(yōu)勢(shì)，具有較好的耐腐蝕性和易操作性（圖2），展現(xiàn)出了良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和柔性（0°~120°），并可以直接做成表帶為4V商用電子表供電（圖3）。此外，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以組裝成10V雙極型可充鋁電池，可為商用工作電壓為9V的LED燈持續(xù)供電，且其體積僅為串聯(lián)的傳統(tǒng)單極型電池的54%（圖4），為高能量密度柔性電池的開發(fā)提供了新思路。 C zxF
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圖1 可穿戴的雙極型電池示意圖 bE1 @RL
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圖2 采用碳/聚乙烯膜的單層可充鋁電池電化學(xué)性能 ~m &q@ms&
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圖3 4V雙極型可充鋁電池電化學(xué)性能 R] "
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圖4 10V雙極型可充鋁電池電化學(xué)性能 S8 Y ti
該研究結(jié)果以Wearable Bipolar Rechargeable Aluminum Battery為題發(fā)表在ACS Materials Letters上。相關(guān)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFB0104400）、國(guó)家自然科學(xué)基金（51872322）和殼牌公司（PT76419）的支持。 .&rL>A2U
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論文鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsmaterialslett.0c00145
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