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
1秒前
默默水之发布了新的文献求助30
1秒前
星辰大海应助TH采纳,获得10
1秒前
Gavin发布了新的文献求助10
2秒前
耄耋完成签到,获得积分10
2秒前
jiang完成签到,获得积分10
3秒前
周周发布了新的文献求助10
3秒前
wenwenwang完成签到 ,获得积分10
5秒前
小方发布了新的文献求助10
6秒前
大模型应助liyongxing125采纳,获得10
7秒前
gjdl完成签到,获得积分10
9秒前
粗暴的醉卉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
沼泽发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
莱特沐恩完成签到 ,获得积分10
11秒前
Ying莹完成签到,获得积分10
11秒前
初遇之时最暖应助懒人采纳,获得10
11秒前
Gavin完成签到,获得积分10
12秒前
绝望的老实人完成签到,获得积分10
12秒前
小小科研人完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6.2应助淬火采纳,获得10
14秒前
14秒前
JaCkzz发布了新的文献求助10
14秒前
酷酷莛完成签到 ,获得积分20
14秒前
姜积木发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
李瑞康发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.2应助kelsiwang采纳,获得30
16秒前
烟花应助时光如梭采纳,获得10
16秒前
红汤加煎蛋完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
李健的小迷弟应助1112222采纳,获得10
18秒前
18秒前
无限从波发布了新的文献求助10
18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
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
The recovery-stress questionnaires : user manual 600
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 7257070
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8878975
关于积分的说明 18754315
捐赠科研通 6937216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200967
关于科研通互助平台的介绍 2375047
邀请新用户注册赠送积分活动 2176599