锌离子水系混合电容器（ZIHCs）具有显著的性价比和安全性，是一种很有前途的新一代电化学储能器件。然而，目前典型的水系ZIHCs的面电容、锌枝晶和刚性形状因数并不理想，阻碍了其进一步的实际应用。
近日，中科院大连化物所吴忠帅研究员，Shuanghao Zheng利用3D打印技术设计和制备了一种形状适形的ZIHCs，由分级多孔微晶格正极、Zn金属负极稳定剂、准固态凝胶电解质和具有高面电容和增强循环稳定性的塑料封装组成。
文章要点
1）将活性碳（AC）、羟基多壁碳纳米管（HMWCNTs）、剥离石墨烯（EG）和粘结剂复合，制备了正极墨水。金属负极稳定剂墨水由EG和粘结剂按适当比例组成，凝胶电解质墨水由2m的ZnSO4溶液和气相二氧化硅组成。此外，采用DIW工艺制作ZIHC的元器件，采用FDM法实现塑料封装。
2）最终得到的ZIHC的面电容为4259 mF cm−2，能量密度为1514 μWh cm−2，同时，3D打印金属稳定剂的加入进一步延长了ZIHC的寿命。得益于3D打印工艺的高生产能力、任意形状和ZIHC的串/并联集成，研究人员还构建了全部采用塑料包装的ZIHC，展示了它们对不同定制场景的适应性。
这种全3D打印策略为构建定制EESDs提供了一种通用和创新的方法。
参考文献
Yu Liu, et al, All 3D Printing Shape-Conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200341
https://doi.org/10.1002/aenm.202200341
