具有优化Ni含量的单原子催化剂在灵活的Zn-Air电池中,可在广泛的温度范围内运行
César Coello-Mauleón1, Carlos M Ramos-Castillo1, Alejandro Arredondo-Espínola1
1Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S. C., Pedro Escobedo, Querétaro C. P. 76703, México.
ACS applied materials & interfaces
|September 26, 2025
概括
这项研究引入了一种灵活的空气电池,配备了一种新的碳阴极,用于更安全地储存电子产品中的能量. 开发的电池显示出高容量和稳定性,即使曲或切割.
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:
- 离子电池在灵活的电子产品中面临着由于安全和结构限制的限制.
- 开发灵活和安全的能量存储对于可穿戴和便携设备至关重要.
研究的目的:
- 为先进的电子产品开发一个灵活和安全的储能系统.
- 为了设计一个高性能灵活的空气电池.
主要方法:
- 柔性Zn-空气电池的制造,使用胺合的状碳阴极与Ni单原子催化点.
- 电化学表征包括电荷 - 放电循环,电流密度测试和半电池性能评估,用于氧气演变反应.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行机械应力测试 (曲,切割,穿孔) 和循环后分析.
主要成果:
- 灵活的Zn-空气电池实现了高面积容量~32 mA·h cm-2和超过325个稳定的充放电周期.
- 与IrO2相比,Ni-Nx催化剂在氧气演化反应中表现出优异的性能.
- 电池在广泛的温度范围 (5-60°C) 中保持稳定的运行,并且承受了显著的机械变形,SEM显示了抑制的树生长.
结论:
- 开发的柔性Zn-空气电池为柔性电子产品的传统电池提供了一个有希望的替代方案.
- 新的阴极设计和Ni单原子催化剂有助于提高安全性,灵活性和电化学性能.
- 电池对机械应力和温度变化的强度突出显示了其在现实应用中的潜力.
