可折叠持久的电池有多轻

随着可折叠手机和5G手机等要求高电量的可穿戴设备和智能手机的推出，人们对电池的兴趣与日俱增，并且开发了各种电池类型。例如，嵌入在手机表带中的柔性电池或从无线充电发展而来的无线功率共享电池。但是，没有电池的制造能够产生具有数千毫安时(mAh)容量的可折叠电池。最近，韩国的一个研究小组开发了一种单片电极，可以代替笨重的铜集电器，从而可以开发出高容量的柔性电池。

朴秀金教授和高级材料科学系的博士后研究员Jaegeon Ryu及其博士生与韩国材料科学研究所合作成功开发了一种带有薄层和三维有机电极的柔性电池。

此外，通过使用三维铜集电器，它们可以使电池的重量比传统的铜集电器1)减轻10倍。他们没有使用石墨阳极，而是使用有机材料，能够将电池的能量密度提高四倍甚至更多倍。他们的研究成果发表在最新一期的ACS Nano上。

有机材料的电导率低，并且没有解决方案来集成集电体和有机材料。由于这个原因，在研究之前不可能用有机材料证明整体电极。研究团队研究了一种新方法来替代集电器，该集电器会使电池变重，而石墨阳极的能量密度较低，从而创新地减轻了电池的重量。

该团队通过使用单壁碳纳米管(SWCNT)气凝胶生产了具有高电导率的三维结构。在这里，他们通过涂覆纳米级的基于酰亚胺的网络(IBN)2)有机材料来构造薄的整体有机电极。

覆有8nm薄且可调节厚度的有机IBN层的三维单片电极提供的容量高达1550 mA h g-1，可以再充电800次以上。这些电极涂有有机材料。尽管它们固有的电导率很差，但它们具有很高的电导率，并且还通过帮助锂通过大量的氧化还原活性位点快速转移，证明了可充电电池的电化学性能得到改善。此外，可以容易地控制涂覆的有机材料的厚度，并且它们可以极大地提高有机电极的电流密度。

新开发的电极可以代替金属基集电体，从而可以开发出轻便灵活的可再充电电池，该电池随后可以应用于可穿戴电子设备，柔性设备，电信和下一代电子车辆。

负责这项研究的朴秀金教授评论说：“通过使用这种新开发的带有SWCNT有机材料的单片电极，我们可以大大降低可充电电池的重量。这可以克服常规可充电电池的局限性，并可以实现柔性和轻量化。有机电池。