隨著可折疊手機(jī)和5G手機(jī)等要求高電量的可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)的推出，人們對(duì)電池的興趣與日俱增，并且開發(fā)了各種電池類型。例如，嵌入在手機(jī)表帶中的柔性電池或從無(wú)線充電發(fā)展而來(lái)的無(wú)線功率共享電池。但是，沒有電池的制造能夠產(chǎn)生具有數(shù)千毫安時(shí)(mAh)容量的可折疊電池。近，韓國(guó)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種單片電極，可以代替笨重的銅集電器，從而可以開發(fā)出高容量的柔性電池。

樸秀金教授和上等材料科學(xué)系的博士后研究員Jaegeon Ryu及其博士生與韓國(guó)材料科學(xué)研究所合作成功開發(fā)了一種帶有薄層和三維有機(jī)電極的柔性電池。

此外，通過使用三維銅集電器，它們可以使電池的重量比傳統(tǒng)的銅集電器1)減輕10倍。他們沒有使用石墨陽(yáng)極，而是使用有機(jī)材料，能夠?qū)㈦姵氐哪芰棵芏忍岣咚谋渡踔粮啾?。他們的研究成果發(fā)表在新一期的ACS Nano上。

有機(jī)材料的電導(dǎo)率低，并且沒有解決方案來(lái)集成集電體和有機(jī)材料。由于這個(gè)原因，在研究之前不可能用有機(jī)材料證明整體電極。研究團(tuán)隊(duì)研究了一種新方法來(lái)替代集電器，該集電器會(huì)使電池變重，而石墨陽(yáng)極的能量密度較低，從而**地減輕了電池的重量。

該團(tuán)隊(duì)通過使用單壁碳納米管(SWCNT)氣凝膠生產(chǎn)了具有高電導(dǎo)率的三維結(jié)構(gòu)。在這里，他們通過涂覆納米級(jí)的基于酰亞胺的網(wǎng)絡(luò)(IBN)2)有機(jī)材料來(lái)構(gòu)造薄的整體有機(jī)電極。

覆有8nm薄且可調(diào)節(jié)厚度的有機(jī)IBN層的三維單片電極提供的容量高達(dá)1550 mA h g-1，可以再充電800次以上。這些電極涂有有機(jī)材料。盡管它們固有的電導(dǎo)率很差，但它們具有很高的電導(dǎo)率，并且還通過幫助鋰通過大量的氧化還原活性位點(diǎn)快速轉(zhuǎn)移，證明了可充電電池的電化學(xué)性能得到改善。此外，可以容易地控制涂覆的有機(jī)材料的厚度，并且它們可以極大地提高有機(jī)電極的電流密度。

新開發(fā)的電極可以代替金屬基集電體，從而可以開發(fā)出輕便靈活的可再充電電池，該電池隨后可以應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備，柔性設(shè)備，電信和下一代電子車輛。

負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的樸秀金教授評(píng)論說：“通過使用這種新開發(fā)的帶有SWCNT有機(jī)材料的單片電極，我們可以大大降低可充電電池的重量。這可以克服常規(guī)可充電電池的局限性，并可以實(shí)現(xiàn)柔性和輕量化。有機(jī)電池。

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