隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,可穿戴電子設(shè)備呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展。可穿戴電子設(shè)備具有柔性、便攜性和可穿戴性,從而在電子皮膚、人體運(yùn)動(dòng)檢測、人類健康與醫(yī)療系統(tǒng)、可穿戴通訊設(shè)備等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的可穿戴性和安全性,需要開發(fā)相匹配的高柔性、輕質(zhì)量及小體積的水系儲(chǔ)能器件。相比于有機(jī)電解液,水系電解液從根本上避免了有機(jī)電解液易燃易爆的問題,同時(shí)離子傳導(dǎo)率比有機(jī)電解液高兩個(gè)數(shù)量級(jí),極大改善了儲(chǔ)能器件的倍率和快充性能。鋅金屬負(fù)極不僅儲(chǔ)量豐富,具有高的比容量(820 mAh g-1)和體積比容量(5851 mAh cm-3),在水系電解液中具有較低氧化還原電勢(shì)低(-0.76 V,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極),優(yōu)異的穩(wěn)定性和可以承受較大的電流交換密度。水系鋅離子電池憑借其成本低、運(yùn)行安全性高、環(huán)境友好等多重優(yōu)勢(shì)在大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用上顯示出巨大的應(yīng)用潛力。纖維狀的水系鋅離子電池為可穿戴能源器件的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。因此針對(duì)市場的潛在需求,開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的高能量密度和高功率密度纖維狀水系鋅離子電池,對(duì)實(shí)現(xiàn)當(dāng)今纖維狀能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
該成果以Emerging Amorphous to Crystalline Conversion Chemistry in Ca-Doped VO2 Cathodes for High-Capacity and Long-term Wearable Aqueous Zinc-Ion Batteries為題發(fā)表在國際知名期刊Advanced Materials上。論文第一作者是東南大學(xué)和中國科學(xué)院蘇州納米所聯(lián)合培養(yǎng)博士生郭嘉斌和南洋理工大學(xué)博士后賀冰,通訊作者為東南大學(xué)王春雷研究員、南洋理工大學(xué)魏磊副教授和中國科學(xué)院蘇州納米所張其沖項(xiàng)目研究員、李清文研究員。該工作得到中國科學(xué)院“率先行動(dòng)”引才計(jì)劃和江蘇省青年基金等項(xiàng)目的支持。