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
凄凄切切完成签到,获得积分10
刚刚
Dain完成签到,获得积分10
刚刚
不回首完成签到 ,获得积分10
1秒前
ppat5012完成签到,获得积分10
1秒前
孤独的甜瓜应助MoiMoi采纳,获得30
2秒前
陈阳发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
丘比特应助谨慎的涟妖采纳,获得10
5秒前
小螃蟹完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
酷波er应助巧克力手印采纳,获得10
6秒前
6秒前
狗蛋儿真棒棒完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
Kao应助笙歌采纳,获得10
8秒前
CipherSage应助谭大王爱小杰采纳,获得50
8秒前
CHME发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.3应助zhongxie采纳,获得10
8秒前
9秒前
酷波er应助xixi采纳,获得10
9秒前
余123完成签到,获得积分20
9秒前
wanghuiyanyx发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
mkl发布了新的文献求助10
10秒前
李爱国应助苏卓文采纳,获得10
10秒前
MoiMoi完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
11秒前
鹹魚一條完成签到 ,获得积分10
11秒前
yanghe完成签到,获得积分10
12秒前
joxes发布了新的文献求助10
12秒前
李健应助百事可乐采纳,获得10
14秒前
狗肉完成签到 ,获得积分10
15秒前
逸风望发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
今天不跑WB完成签到 ,获得积分10
16秒前
蔡从安发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7265050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8886084
关于积分的说明 18779962
捐赠科研通 6942751
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202802
关于科研通互助平台的介绍 2375987
邀请新用户注册赠送积分活动 2178718