微电池(MBs)是为各种小型化电子设备提供能量的有前途的候选者,然而它们通常遭受复杂的制造过程和低的面能量密度。此外,目前MBs的所有阴极都是固态的,面积容量和反应动力学之间的权衡限制了它们的广泛应用。
近日,清华大学曲良体教授,北京理工大学张志攀教授,中国科学院力学研究所Feng Liu提出了一种双电镀策略来快速构建具有优异电化学性能的MBs。
文章要点
1)这种策略消除了复杂和耗时的现有MBs的制造过程,绕过了在微尺度上构建和匹配阴极和阳极的挑战,并使以前的方法不可能构建液体微电极成为可能。
2)通过使用一种新型的氧化还原活性的MPIBr,研究人员构建了第一个带有液态阴极的水溶液Zn-Br MBs,它不仅阻止了Br3-的扩散,而且在充放电过程中表现出快速的动力学特性。
3)所构建的Zn-Br2 MBs显示出阴极和阳极结构的零过剩,并提供了创纪录的高面容量和高能量密度(2.2 mAh cm−2和3.6 mWh cm−2),是大多数平面MBs的10倍以上。此外,Zn-Br2 MBs还表现出了极性可切换的能力,使它们能够容忍一些错误的操作。
参考文献
Chunlong Dai, et al, Fast constructing polarity-switchable zinc-bromine microbatteries with high areal energy density, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abo6688
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo6688