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    Alta segurança, micro-baterias planas recarregáveis ​​flexíveis e escalonáveis
    p Esquema de fabricação de serigrafia de MBs de Zn // MnO2 impressos e fotografias ópticas mostrando a fabricação de impressão em etapas de MBs de Zn // MnO2. (Ad) Esquema de fabricação de impressão de tela de MBs de Zn // MnO2 impressos:(a) o substrato PET preto , (b) os coletores de corrente de grafeno impressos, (c) o cátodo MnO2 impresso, (d) o ânodo Zn impresso. (e-h) Fotografias ópticas que mostram a fabricação de impressão passo a passo de MBs de Zn // MnO2:(e) o substrato PET preto, (f) os coletores de corrente de grafeno, (g) o cátodo MnO2 impresso e (h) o ânodo Zn impresso nos dedos de grafeno interdigital. (i-k) MBs de Zn // MnO2 impressos nos diferentes substratos, incluindo (i) tecido, (j) papel A4, e (k) vidro. Crédito:© Science China Press

    p O crescente desenvolvimento da eletrônica em microescala tem estimulado a demanda das fontes de energia em microescala correspondentes, especialmente para micro-baterias (MBs). Contudo, processos de fabricação complexos e pouca flexibilidade das baterias empilhadas tradicionais têm dificultado suas aplicações práticas. p MBs Planar recentemente chamaram a atenção devido à sua miniaturização simples, fácil integração serial / paralela e capacidade de trabalhar sem membranas separadoras. Além disso, a geometria plana tem uma via de difusão de íons extremamente curta, que é atribuído à integração total da eletrônica impressa em um único substrato. Também, a fim de se livrar dos problemas de segurança induzidos pelo eletrólito orgânico inflamável, o eletrólito aquoso, caracterizado por não inflamabilidade intrínseca, alta condutividade iônica, e não toxicidade, é um candidato promissor para aplicações MB flexíveis e vestíveis em grande escala. Como conseqüência, várias técnicas de impressão têm sido usadas para a fabricação de MBs aquosos planos. "Em particular, a impressão da tela pode controlar efetivamente o design de padrão preciso com reologia ajustável das tintas, e é muito promissor para aplicação em grande escala, "disse o autor.

    p Em um novo artigo publicado em Pequim, National Science Review , Zhong-Shuai Wu no Instituto de Física Química de Dalian, Academia Chinesa de Ciências, Zn / MnO planar recarregável aquoso construído 2 baterias por estratégia de impressão de tela aplicável e econômica. "O Zn / MnO planar 2 micro-baterias, livre de separadores, foram fabricados imprimindo diretamente a tinta de zinco como o ânodo e a tinta γ-MnO2 como o cátodo, tinta de grafeno de alta qualidade como coletores de corrente livres de metal, trabalhando em eletrólitos aquosos neutros e ambientalmente benignos de 2 M ZnSO 4 e 0,5 M MnSO 4 , "afirmou o autor. Diversas formas de Zn / MnO 2 MBs foram fabricados em diferentes substratos, implicando no potencial de aplicações generalizadas.

    p O Zn / MnO livre de separador planar 2 MBs, testado em eletrólito aquoso neutro, entregar alta capacidade volumétrica de 19,3 mAh / cm3 (correspondendo a 393 mAh / g), a 7,5 mA / cm3, e densidade de energia volumétrica notável de 17,3 mWh / cm3, superando o desempenho das baterias de película fina de lítio ( <=10 mWh / cm3). Além disso, O Zn / MnO 2 MBs planares apresentam ciclabilidade de longo prazo, mantendo retenção de alta capacidade de 83,9% após 1300 vezes a 5 C, superior ao Zn / MnO empilhado 2 MBs relatados. Também, Zn / MnO 2 MBs planares exibem flexibilidade excepcional, sem deterioração da capacidade observável sob deformação grave, e notável integração serial e paralela da construção de células bipolares com alta tensão e capacidade de saída.

    p Este resultado satisfatório abrirá inúmeras oportunidades intrigantes em várias aplicações de sistemas inteligentes, eletrônica impressa e miniaturizada. Também, este trabalho irá inspirar cientistas que trabalham em nanotecnologia, química, ciência de materiais e armazenamento de energia, e pode ter um impacto significativo no futuro desenvolvimento tecnológico de dispositivos de armazenamento de energia em microescala planar e na pesquisa de materiais à base de grafeno.


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