作者:安娜·德明，物理
（同organic）有机 3D打印电池压缩高达60%
信用ACS纳米 虽然在过去的10年里，灵活且可伸缩的电子技术取得了长足的进步，但为其提供动力的电池仍需迎头赶上
新加坡和中国的研究人员现在已经展示了一种“准固态”电池——由介于液体和固体之间的材料制成——可以压缩高达60%，同时在10000次充电循环中保持高能量密度和良好的稳定性
电池制造采用了三维打印技术，这种技术在吸引人们对生产复杂电池结构的兴趣的同时，也给在给设备供电时可以拉伸、挤压和弯曲的电池带来了挑战
“三维打印技术是一个发展非常迅速的领域，”杨惠英说，他是新加坡科技与设计大学的材料科学研究员，领导了《美国化学学会纳米》杂志报道的这项研究
她解释说，这促使她和她的同事将该技术应用到他们的快速原型电池研究中，使他们“能够生产任何形状、层和图案的电池电极”
" 情况变得复杂起来 水溶液中的氧化石墨烯薄片是一种受欢迎的“墨水”材料，因为它们可以形成稳定的分散体，并且它们的流变性质(它们如何流动和变形)可以在一定程度上进行调整
然而，像钙离子、碳纳米管和纤维素纳米纤维这样的添加剂是需要的，这样才能得到具有三维打印机可以处理的粘度的气凝胶
在这个方向的研究已经导致了三维印刷的超轻型结构的减少氧化石墨烯(即，处理去除氧，使材料更像石墨烯)，具有很大的导电性和可压缩性
但是纳米碳结构本身并不储存电化学能量，向印刷油墨中添加电化学活性添加剂来制造电池会导致油墨的流变性能出现问题
相反，杨和她的同事打印了他们的纳米碳气凝胶，然后在打印的结构上沉积了电化学活性的铁和镍基纳米材料
为了获得所需的油墨粘度，他们将氧化石墨烯薄片与碳纳米管混合
然后，他们将印刷的晶格结构浸入氨和硫酸盐的混合物中，包括硫酸镍，这导致在结构上形成氢氧化镍纳米片
当他们用硝酸铁和氯化铁处理纳米碳晶格时，多孔αFe2O3纳米棒阵列反而在晶格表面生长
挤着表演 镍铁准固态电池由于具有许多令人满意的特性，包括低成本、高循环性和良好的机械稳定性，已经引起了人们的兴趣
杨和她的合作者研究了负载Ni(OH)2和αFe2O3的纳米碳结构的流变性和电化学性能，调整了结构尺寸并使用含水液体或聚合物凝胶氢氧化钾作为电解质
他们展示了一种电池，可以压缩60%，并保持良好的循环稳定性(~91
10，000次充放电循环后3%的容量保持率)和超高能量密度(28
1兆瓦时厘米-3，功率为10
6毫瓦厘米-3)
通过串联四个设备，他们展示了这些设备可以点亮蓝色发光二极管
“我们的合成策略不仅为通过三维打印制造可压缩电池提供了一种有效的方法，还促进了未来耐应力柔性/可穿戴电子设备的应用，”杨说
尽管打印电池很容易扩展，但其能量密度目前还不能与商用(不可压缩)设备竞争
“接下来，我们将进一步研究具有高能量密度和高放电平台的3d打印的水性可充电电池，如锌空气电池等，”杨说
这项研究工作得到了苏特数字制造和设计中心的大力支持
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
