设计晶体/无形NVNPF/NCK阴极,实现高性能全打印灵活水性可充电离子电池 (ARSIB)
Hehe Ren1, Jing Liang1, Qun Liu1
1Laboratory of Printable Functional Materials and Printed Electronics, School of Physics and Technology, Wuhan University, Wuhan, 430072, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|February 4, 2025
概括
研究人员开发了一种新的柔性电池-超级电容复合材料 (NVNPF/NCK) 用于先进的电子产品. 这种材料实现了高能量密度和出色的循环性能,为下一代便携式电源解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 灵活的全固态可充电离子电池 (ARSIB) 对便携式和可穿戴电子产品至关重要.
- 在ARSIB中实现高灵活性和高能量密度仍然是一个重大挑战.
- 现有的灵活电池技术往往会损害性能指标,如能量密度或周期寿命.
研究的目的:
- 制造一种新的电池-超级电容复合材料,用于增强灵活的能量存储.
- 开发具有卓越性能特性的全打印灵活ARSIB.
- 探索Ni-doped瓦酸材料在高性能应用中的潜力.
主要方法:
- 合成Na3V1.95Ni0.05(PO4)2F3/10%NC-KOH (NVNPF/NCK) 通过碳加载和KOH蚀刻.
- 描述了材料的晶体/形态相,特定容量,能量密度和循环性能.
- 使用使用NVNPF/NCK阴极和F-NTP阳极的丝网印刷制造的全打印ARSIB (F-NTP//NVNPF/NCK).
主要成果:
- 该NVNPF/NCK材料具有187.26 mAh g-1的高特异容量和262.16 Wh kg-1.1的能量密度.
- 在1C的500个循环后,表现出极好的循环性能,81%的容量保留.
- 完全打印的F-NTP//NVNPF/NCK ARSIB实现了60.37 mAh g-1的特定容量和72.44 Wh kg-1的能量密度,这是迄今为止这些设备的最高性能.
结论:
- 尼奥,NC加载和KOH蚀刻的策略有效地提高了结构稳定性和离子动力学.
- 开发的NVNPF/NCK材料和完全打印的ARSIB为高性能柔性电子提供了一个有希望的途径.
- 这项工作使可调整的形状/尺寸,集成和高通量制造灵活的储能设备成为可能.
