Wissenschaftler schlagen neue Lösung für flexibles Selbst vor

29. März 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

peer-reviewte Veröffentlichung

vertrauenswürdige Quelle

Korrekturlesen

von Zhang Nannan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Laut einer kürzlich in Small veröffentlichten Studie stellte ein Team unter der Leitung von Prof. Zhao Bangchuan von den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ein flexibles Vanadiumdisulfid-Material (VS2@CF) her, indem es die VS2-Nanoblatt-Arrays auf Kohlenstoffschaum wachsen ließ (CF) mithilfe einer einfachen hydrothermischen Methode.

In den letzten Jahren sind tragbare Energiespeicher aufgrund ihrer großen Anwendungsvielfalt aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Flexibilität und Sicherheit sind zwei wichtige Punkte, auf die man sich bei flexiblen Batterien konzentrieren sollte.

„Eine Batterie ist wie ein Hamburger. Kathode und Anode sind wie zwei Scheiben Brot, und der Elektrolyt ist die Füllung“, sagte Mao Yunjie, Erstautor der Studie, „unsere Lösung besteht darin, ein kostengünstiges flexibles Substrat CF herzustellen.“ durch Karbonisierung von Melaminschaum und Herstellung einer flexiblen Kathode (VS2@CF) und Anode (Zn@CF).“

Als Elektrolyt verwendeten sie ein selbstheilendes Gel (PVA/Zn (CF3SO3)2) und erhielten eine quasi-feste Zinkionenbatterie mit guter Flexibilität und Selbstheilungseigenschaften.

Das Geheimnis ihres Erfolgs ist das neuartige wässrige Zn-speichernde flexible Kathodenmaterial VS2@CF, hergestellt durch ein einstufiges hydrothermales Verfahren. Die Kathode zeichnet sich durch zahlreiche aktive Zentren, gute Hydrophilie, hohe elektronische/ionische Leitfähigkeit, große Oberfläche und flexible Architektur aus.

Die VS2@CF-Kathode bietet eine außergewöhnliche Leistungsfähigkeit und einen extrem langen Lebenszyklus. Beeindruckend ist, dass die flexiblen Quasi-Festkörper-Zink-Ionen-Batterien mit der VS2@CF-Kathode, der Zn@CF-Anode und den selbstheilenden PVA/Zn (CF3SO3)2-Gelen unter verschiedenen Biegewinkeln immer noch normal geladen und entladen werden können und eine gute Leistung erbringen selbstheilende Eigenschaften.

Das CF lieferte ein kostengünstiges flexibles Elektrodensubstrat für flexible Energiespeichergeräte, und die selbstheilenden PVA/Zn (CF3SO3)2-Gele lieferten den Forschern zufolge eine neue Idee für das Design tragbarer elektronischer Geräte.

Mehr Informationen: Yunjie Mao et al, Carbon Foam-Supported VS 2 Cathode for High-Performance Flexible Self-Healing Quasi-Solid-State Zinc-Ion Batteries, Small (2023). DOI: 10.1002/small.202207998

Zeitschrifteninformationen:Klein

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften