具有高柔韧性和稳定性的Zn//CNT@MnO2柔性电池

大家好，小科来为大家解答以上问题。具有高柔韧性和稳定性的Zn//CNT@MnO2柔性电池这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、 研究背景

2、 随着信息、医疗和国防的快速发展，迫切需要开发具有高度灵活性和适应性的储能装置。

3、 水基锌离子电池作为最有潜力的电池之一，因其资源丰富、安全环保、能量密度高等优点，具有很高的应用前景和经济可观性。

4、 其中，柔性ZIBs在储能和多场景应用中发挥着重要作用，但传统方法制备的柔性电池往往存在电极结构单一、活性物质无法定量负载的问题。

5、 基于此，辽宁大学清洁能源化学研究所尹教授以CNT@MnO2为阴极，锌粉为阳极，通过3D打印技术实现了多结构、高精度负载的柔性电池的制备，为未来柔性储能器件的研发和应用增添了新的力量。

6、 文章简介

7、 作为柔性储能装置的一个重要分支，柔性ZIBs近年来发展迅速。

8、 3D打印是一种增材制造技术，它基于预设的数字模型，由计算机程序控制，以高精度逐层打印。

9、 在这里，swinburnetechnology大学的马天翼教授和辽宁大学的尹教授利用3D打印技术，以CNT@MnO2墨水为阴极，锌粉墨水为阳极，制备了具有高柔韧性和稳定性的Zn//CNT@MnO2柔性电池。

10、 电化学测试表明，在未弯曲状态下，电流密度为0.4mAcm-2时，电池的放电比容量为63Ahcm-2。

11、 在不同弯曲程度下，放电比容量的最大变化率仅为2.72%，证明了电池的稳定性。

12、 这项工作为需要控制材料负载和使电池结构多样化的领域提供了新的思路。

13、 文章《CNT@MnO2复合墨水塔一种柔性3D打印微型锌离子电池》发表在《碳能源》上，文章第一作者为团队研究生任。

14、 图解分析

15、 1.通过3D打印技术可以得到环形的Zn//CNT@MnO2电池。

16、 采用一步水热法合成了正极材料，通过扫描电镜和透射电镜观察到碳纳米管被二氧化锰均匀包覆。

17、 这种结构比表面积大，可以促进离子交换，大大提高电池容量。

18、 图1(a)3D打印电池示意图。

19、 (B，CNT@MnO2在不同放大倍数下的SEM图像。

20、 (CNT@MnO2的TEM图像。

21、 (e)碳纳米管@二氧化锰的HRTEM图像。(f)CNT@MnO2的晶格间距。

22、 2.通过XRD和XPS分析，证明成功合成了用于制造柔性电池的正极材料CNT@MnO2，氧化锰类型为d-MnO2。

23、 图2(a)MnO2和CNT@MnO2的XRD图。二氧化锰的晶体结构。

24、 CNT@MnO2的XPS光谱：(c)全谱，(D)Mn2p，(E)O1s和(F)C1s。

25、 3.3D打印柔性电池的电化学测试表明，在电流密度为0.4mAcm-2时，电池的放电比容量达到63Ahcm-2。

26、 在未弯曲状态下，电流密度为1.6mAcm-2时的放电比容量为4.78Ahcm-2，不同弯曲状态下的放电比容量分别为4.85、4.65、4.66和4.74Ahcm-2。与初始状态相比，最大差值仅为2.72%，表明电池具有良好的灵活性和稳定性。

27、 图3(A)是多喷嘴打印系统和3D打印设备的加热板的照片；图示分别显示了单结构、并联结构和串联结构的环形集电器。

28、 3D打印柔性电池电化学测试：(b)不同扫描速度下的CV曲线，(c)不同电流密度下的放电曲线。

29、 (d)未弯曲状态下扫描速度为8.0mVs-1时的CV曲线。

30、 (e)电流密度为1.6mAcm-2时的放电曲线(图示为未弯曲状态下的照片)。

31、 (f)不同弯曲状态下电池的照片。

32、 (G)以8.0mVs-1的扫描速度3D打印柔性电池在不同弯曲状态下的CV曲线。

33、 (h)电流密度为1.6mAcm-2时不同弯曲条件下的放电曲线。

34、 结论与展望

35、 综上所述，本文采用简单的一步水热法合成了CNT@MnO2复合材料，并通过3D打印技术制备了Zn//CNT@MnO2柔性电池。

36、 在CV和GCD测试中，电池在不同的扫描速度和电流密度下表现出稳定的电化学性能。

37、 该工作展示了3D打印技术的高度适应性、灵活性和可控性，拓宽了柔性储能的新体系，并期待未来将该技术应用于更广泛的储能领域，同时助力水性柔性电池产业化发展。

38、 编辑：李倩

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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