Scalable fabrication of printed Zn//MnO2 planar micro-batteries with high volumetric energy density and exceptional safety

材料科学 微尺度化学 阳极 平面的 阴极 分离器(采油) 制作 可扩展性 纳米技术 数码产品 光电子学 电极 计算机科学 电气工程 化学 工程类 物理化学 替代医学 数学教育 病理 计算机图形学(图像) 物理 热力学 数据库 医学 数学
作者
Xiao Wang,Shuanghao Zheng,Xuechang Zhou,Jieqiong Qin,Xiaoyu Shi,Sen Wang,Chenglin Sun,Xinhe Bao,Zhong‐Shuai Wu
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
卷期号:7 (1): 64-72 被引量:198
标识
DOI:10.1093/nsr/nwz070
摘要

Abstract The rapid development of printed and microscale electronics imminently requires compatible micro-batteries (MBs) with high performance, applicable scalability, and exceptional safety, but faces great challenges from the ever-reported stacked geometry. Herein the first printed planar prototype of aqueous-based, high-safety Zn//MnO2 MBs, with outstanding performance, aesthetic diversity, flexibility and modularization, is demonstrated, based on interdigital patterns of Zn ink as anode and MnO2 ink as cathode, with high-conducting graphene ink as a metal-free current collector, fabricated by an industrially scalable screen-printing technique. The planar separator-free Zn//MnO2 MBs, tested in neutral aqueous electrolyte, deliver a high volumetric capacity of 19.3 mAh/cm3 (corresponding to 393 mAh/g) at 7.5 mA/cm3, and notable volumetric energy density of 17.3 mWh/cm3, outperforming lithium thin-film batteries (≤10 mWh/cm3). Furthermore, our Zn//MnO2 MBs present long-term cyclability having a high capacity retention of 83.9% after 1300 cycles at 5 C, which is superior to stacked Zn//MnO2 batteries previously reported. Also, Zn//MnO2 planar MBs exhibit exceptional flexibility without observable capacity decay under serious deformation, and remarkably serial and parallel integration of constructing bipolar cells with high voltage and capacity output. Therefore, low-cost, environmentally benign Zn//MnO2 MBs with in-plane geometry possess huge potential as high-energy, safe, scalable and flexible microscale power sources for direction integration with printed electronics.
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
Chemistry完成签到 ,获得积分10
1秒前
奔波儿霸发布了新的文献求助10
1秒前
liwenqiang完成签到,获得积分10
1秒前
CipherSage应助捏个小雪团采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助waaliyh采纳,获得10
2秒前
丘比特应助哈佛采纳,获得10
2秒前
张孟翰完成签到,获得积分10
3秒前
Di喵喵发布了新的文献求助10
3秒前
徐丹枫发布了新的文献求助10
4秒前
cc发布了新的文献求助50
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
Hello应助唐水之采纳,获得10
4秒前
Lichun发布了新的文献求助10
5秒前
狮子完成签到,获得积分10
5秒前
李雨给李雨的求助进行了留言
5秒前
6秒前
6秒前
Ww完成签到,获得积分10
6秒前
隐形曼青应助周一采纳,获得10
6秒前
会笑的蜗牛完成签到,获得积分10
7秒前
Rebekah完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
斯文败类应助酷炫皮皮虾采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
可爱的函函应助碧蓝安露采纳,获得10
9秒前
顺遂完成签到 ,获得积分10
9秒前
liangyong完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
一棵树完成签到,获得积分10
11秒前
情怀应助科研小小周采纳,获得10
11秒前
乐正如彤发布了新的文献求助10
11秒前
善学以致用应助芋头采纳,获得30
12秒前
半山发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6160241
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7988465
关于积分的说明 16604681
捐赠科研通 5268562
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2811078
邀请新用户注册赠送积分活动 1791264
关于科研通互助平台的介绍 1658124