A Photolithographable Electrolyte for Deeply Rechargeable Zn Microbatteries in On‐Chip Devices

微尺度化学 电解质 材料科学 阳极 纳米技术 光刻 阳极氧化 钝化 电偶阳极 电极 冶金 阴极保护 化学 图层(电子) 物理化学 数学教育 病理 制作 医学 数学 替代医学
作者
Zhe Qu,Jiachen Ma,Yang Huang,Tianming Li,Hongmei Tang,Xiaoyu Wang,Siyuan Liu,Kai Zhang,Jing Lu,Dmitriy D. Karnaushenko,Daniil Karnaushenko,Minshen Zhu,Oliver G. Schmidt
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (15): e2310667-e2310667 被引量:30
标识
DOI:10.1002/adma.202310667
摘要

Abstract Zn batteries show promise for microscale applications due to their compatibility with air fabrication but face challenges like dendrite growth and chemical corrosion, especially at the microscale. Despite previous attempts in electrolyte engineering, achieving successful patterning of electrolyte microscale devices has remained challenging. Here, successful patterning using photolithography is enabled by incorporating caffeine into a UV‐crosslinked polyacrylamide hydrogel electrolyte. Caffeine passivates the Zn anode, preventing chemical corrosion, while its coordination with Zn 2+ ions forms a Zn 2+ ‐conducting complex that transforms into ZnCO 3 and 2ZnCO 3 ·3Zn(OH) 2 over cycling. The resulting Zn‐rich interphase product significantly enhances Zn reversibility. In on‐chip microbatteries, the resulting solid‐electrolyte interphase allows the Zn||MnO 2 full cell to cycle for over 700 cycles with an 80% depth of discharge. Integrating the photolithographable electrolyte into multilayer microfabrication creates a microbattery with a 3D Swiss‐roll structure that occupies a footprint of 0.136 mm 2 . This tiny microbattery retains 75% of its capacity (350 µAh cm −2 ) for 200 cycles at a remarkable 90% depth of discharge. The findings offer a promising solution for enhancing the performance of Zn microbatteries, particularly for on‐chip microscale devices, and have significant implications for the advancement of autonomous microscale devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
菜鸟完成签到,获得积分10
3秒前
北枳完成签到,获得积分10
5秒前
易瑾完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
归尘发布了新的文献求助10
9秒前
明亮紫易完成签到,获得积分10
11秒前
chi完成签到 ,获得积分10
13秒前
桥豆麻袋完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
今年我必胖20斤完成签到,获得积分10
15秒前
Linz完成签到 ,获得积分10
17秒前
柯彦完成签到 ,获得积分10
17秒前
香蕉飞瑶完成签到 ,获得积分10
18秒前
安静的ky完成签到,获得积分10
18秒前
黑咖啡完成签到,获得积分10
19秒前
水墨丹青完成签到 ,获得积分10
20秒前
木康薛完成签到,获得积分10
21秒前
颜林林完成签到,获得积分10
22秒前
优美的冰巧完成签到 ,获得积分10
28秒前
lixiao完成签到,获得积分10
30秒前
芒果Mango完成签到,获得积分10
31秒前
zhangruiii完成签到 ,获得积分10
31秒前
无聊的剑心完成签到,获得积分10
34秒前
yangmanjuan完成签到,获得积分10
35秒前
带头大哥应助科研通管家采纳,获得200
38秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得20
38秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得20
38秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得20
38秒前
38秒前
海山应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
你好CDY完成签到,获得积分10
41秒前
NexusExplorer应助稳重的元瑶采纳,获得10
44秒前
火星上如松完成签到 ,获得积分10
49秒前
研友_ZzrWKZ完成签到 ,获得积分10
51秒前
花花2024完成签到 ,获得积分10
56秒前
靓丽的如冬完成签到 ,获得积分10
58秒前
心静如水完成签到,获得积分10
58秒前
香蕉面包完成签到 ,获得积分10
58秒前
59秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Thermal effects on behaviour of clay–structure interface under partial drainage 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6894929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8591069
关于积分的说明 18242227
捐赠科研通 6289998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060117
关于科研通互助平台的介绍 2078011
邀请新用户注册赠送积分活动 2037943