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全北國立大學(xué)Small：首次報道柔性、透明的鋅納米纖維網(wǎng)絡(luò)電極！

柔性電致變色鋅離子電池（FE-ZiB）是一種新興的儲能技術(shù)，在單個設(shè)備中同時具有電致變色特性和儲能能力，將成為未來透明可穿戴電子產(chǎn)品的一項有前景的技術(shù)。然而，目前的技術(shù)限制了FE-ZIB的制備，因為鋅負(fù)極材料不透明且堅硬。開發(fā)柔性透明的鋅負(fù)極是克服電流限制的關(guān)鍵因素。

韓國全北國立大學(xué)Joong Hee Lee、Duy Thanh Tran等首次報道了一種用于FE-ZiB器件的柔性、透明的鋅納米纖維網(wǎng)絡(luò)負(fù)極（Zn@Ni@AgNFs）。

圖1 可充電可穿戴電致變色鋅離子電池的制備示意圖

為開發(fā)柔性透明的鋅負(fù)極材料，這里首先制備了一種高導(dǎo)電、柔性和透明的鎳納米纖維網(wǎng)絡(luò)電極（Ni@AgNFs）作為集流體和沉積鋅金屬的骨架。

Ni@AgNFs網(wǎng)絡(luò)電極在550 nm處顯示出≈87%的高透明度，并具有≈1.0 Ω sq^-1的出色薄層電阻。進(jìn)一步制備的柔性透明Zn-納米薄片納米纖維網(wǎng)絡(luò)電極具有良好的光學(xué)透明度（在550 nm時約為80%）和良好的機(jī)械柔韌性。

此外，作者以凝膠聚合物為電解質(zhì)和間隔物，采用電沉積的聚苯胺/雜化透明電致變色電極（PANi/HTE）和Zn-納米薄片納米纖維分別作為正極和負(fù)極材料制備了可充電的FE-ZiB。

圖2 FE-ZiB器件的電化學(xué)性能

結(jié)果，制備的FE-ZiB器件在0.013 A cm^-2時提供了174.82 mA hm^-2的高面積容量，在168.8 mW m^-2時提供了113.6 mW hm^-2的面能量密度，以及在功率密度為 562.7 W m^-3時提供了378.8 W hm^-3的高體積能量密度。

此外，F(xiàn)E-ZiB還表現(xiàn)出優(yōu)異的電致變色能力，具有從放電狀態(tài)(0.3 V)的透明到充電狀態(tài)(1.6 V)的深藍(lán)紫色的可逆顏色轉(zhuǎn)變。這些結(jié)果為開發(fā)用于智能可穿戴電子設(shè)備的透明電池開辟了一條新途徑。

圖3 FE-ZiB器件的機(jī)械柔韌性測試

A Flexible and Transparent Zinc-Nanofiber Network Electrode for Wearable Electrochromic, Rechargeable Zn-Ion Battery. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202104462

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