加州研发氧化银锌电池其容量可达锂离子的20倍

2020-12-15 15:26

导读：由加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员和微电池开发商ZPower组成的团队一直在实验室中忙碌。结果是一种具有高度竞争性电化学特性的柔性电池，并可以通过丝网印刷以低成本进行造。

现在，可以将电池丝网印刷到聚合物薄膜上，使其具有高度的柔韧性，与现有技术的锂离子电池相比，具有更大的产品设计自由度，并具有极强的竞争力。

由加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员和电池公司ZPower组成的团队开发了一种氧化银－锌电池，其面能量密度比当前最先进的锂离子解决方案高5到10倍。该小组还表示该电池的面积容量比典型的锂离子电池大10到20倍，在室温下可达到每平方厘米50毫安。

论文的合著者之一、加州大学圣地亚哥分校纳米工程研究小组博士生卢寅（音译）说：“这种区域能力以前从未获得过。”该小组的负责人是约瑟夫·王（Joseph Wang）教授。尹补充说道：“我们的制造方法既经济且可扩展。”

通过降低电路对交流电的电阻，该团队设法降低了电池的阻抗，从而实现了高容量。

尹说：“我们的电池可以围绕电子设备设计，而不是需要围绕电池设计电子设备。”研究人员认为由于其灵活性和高容量，该电池可以用作消费电子产品的电源。

初步试验表明，在80个循环之后，没有明显的容量损失迹象。当研究人员反复扭曲和弯曲电池时，没有发现损坏或性能损失。

ZPower为该项目贡献了其专有的阴极设计和化学成分。研究小组指出，氧化银－锌阴极具有出色的能量密度，但电化学不稳定，导致循环寿命有限且容量较低。ZPower通过在阴极设计中添加氧化铅涂层解决了该问题，该涂层改善了机电稳定性并提供了更好的导电性。

据微锂电小组调查，先前对柔性电池的尝试遭受了高生产成本，因为这些必须在真空和完全无菌的条件下进行处理。柔性氧化银化学物质高度氧化，易于化学降解。通过测试各种溶剂和粘合剂，加利福尼亚团队成功地创建了一种包含氧化银阴极的油墨配方，可以在几秒钟内将其快速丝网印刷到聚合物薄膜上。阴极在几分钟内变干。可以丝网印刷集电器，锌阳极和隔板，然后将其堆叠到各层上以制成最终的电池产品。研究人员称，卷对卷丝网印刷工艺可以扩大生产规模。

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