本文通过两步法(水热合成和脉冲式电化学活化)成功制备了重构分级镍钴合金微米线,用于优异综合性能的柔性镍锌微型电池。值得注意的是,在合成过程中直接形成了交织的微米线网络,可以直接作为微电极,有效避免了有毒添加剂和繁琐的传统粉体工艺,从而大大简化了柔性镍锌微型电池的制备过程。同时,合金微米线由多刺纳米结构和高活性合金位点组成,有助于实现~100 nm的深度重构层,具有高反应活性层。这一高比表面积的多孔多刺结构具有高的比容量,其独特的分级多孔结构确保了快速的离子扩散,此外,高电导率保证了有效的电子传输过程,微米级线状主体和纳米级多孔结构使得合金微正极实现了优异电化学性能。
组装的柔性镍锌微型电池获得了高的体积/面积能量密度(419.7 mWh cm-3/1.3 mWh cm-2)、超高功率密度(109.4 W cm-3/328.3 mW cm-2)、超高倍率性能(电流密度从0.5 mA cm-2提高至200 mA cm-2时容量保持率为71.6%)、长循环稳定性(3000圈之后容量保持率为97%)。该柔性镍锌微型电池的体积和面积功率密度高于目前已报道的大部分微型储能器件,由于镍钴合金微米线的固有柔性,因此组装的柔性镍锌微型电池经过不同程度的弯折和扭曲后,其容量衰减可忽略。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202301913