高能量和高功率密度可充电微型电池是为下一代柔性电子产品、物联网和医疗技术设备供电的必需品。理论上，如果使用具有增强的叉指组件接口区域和缩短的离子扩散路径长度的3D架构，将会显着提高微电池的容量、电流和功率密度。如果所使用的材料具有高结晶质量并且优先定向以实现快速锂嵌入，则可以获得进一步的收益。

在这项工作中，剑桥大学Adam J. Lovett开发了一种外延薄膜阴极，该阴极由嵌入电子导电 SrRuO₃ (SRO) 支撑基质中的 LiMn₂O₄ (LMO) 纳米柱组成。

文章要点

1）首次对这种 3D 垂直排列纳米复合材料 (VAN) 进行了电化学研究，该复合材料显示出清晰的阴极氧化还原特征，并证明了在高倍率条件下具有显着的容量保持能力。

2）电化学性能取决于纳米柱的形貌，即晶体取向、纳米柱尺寸和电极/电解质界面表面积。

这项工作为实现 3D 架构微电池提供了一条途径，该电池在高倍率条件下具有高容量保留能力，从而实现快速充电功能。

参考文献

Adam J. Lovett, et al, 3D Nanocomposite Thin Film Cathodes for Micro-Batteries with Enhanced High-Rate Electrochemical Performance over Planar Films, Adv. Energy Mater. 2023, 2302053

DOI: 10.1002/aenm.202302053

https://doi.org/10.1002/aenm.202302053