导读：本文首次展示了柔性双离子微型电池。该电池具有极高灵活性和良好的电化学特性，可以通过不同方式串并联，并可集成为高压微器件。这种特殊的新型电池可以被应用在LED灯、电致变色玻璃等众多领域。可以预见微型电池将成为未来储能器件发展的一个重要趋势。
储能器件的微型化一直是电子设备制造过程中的重要问题，但是传统的微型电池往往电化学性能较差，不能满足人们对其的日益严苛的需求。因此，研发具有良好电化学性能的新一代微型电池具有极其重要的意义。近日，北京理工大学的曲良体教授团队通过激光直写技术，首次报道了一种柔性双离子微型电池。该电池具有极佳的容量和稳定性，并且可以灵活应用于多种领域内。相关论文以题为“The First Flexible Dual-Ion Microbattery Demonstrates Superior Capacity and Ultrahigh Energy Density: Small and Powerful” 在Advance Function Materials上发表。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202002086
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随着电子设备的更新和小型化发展，更小的集成的储能设备逐渐成为电子产品中不可或缺的一个元件。而近几年广大学者们更是不遗余力的整合集成各种能源设备（超级电容、锂离子电池、薄膜电池等）。但是即使是目前应用最为广泛的锂电池，能量密度，循环寿命等指标依旧不能令人满意，严重的阻碍了可穿戴电子设备的发展和应用。因此，急需研发一种低成本、高能量密度、长寿命的微型电池。
本文中，作者针对以上问题，利用激光直写技术，首次制备了柔性双离子微型电池（DIMB）。该电池是以石墨作为电极，六氟磷酸锂作为电解液。DIMB不但具有极好的灵活性，可以任意的串并联和弯折，还表现出了极佳的电化学性能。DIMB具有56.5 mA h cm-3的超高可逆容量，并且即使在高电压环境下循环300次后依旧可以保留初始容量的90%以上。作者还利用所制备的单个DIMB成功为多种颜色的LED灯泡和电致变色眼镜供电，表明DIMB电池具有良好的电势差和极高的能量密度，证明DIMB在多个领域内的强大的应用潜力。此外，DIMB电池还可以组成高压微器件，电压能达到100V以上。
总结来说，作者首次提出并制备了一种新型的工作电压在3~5V的 “更小更强大的”集成微型电池。该电池的制备方法简单、成本低廉，但却拥有极佳的灵活性。超高能量密度和良好的循环稳定性，在不同的工作环境下依旧可以为相应的设备进行供电。而且集成的DIMB电池即使100V的高压下依旧可以提供非常高的放电比容量。这一新型微型电池展现了强大的应用潜力，将成为未来微型设备和可穿戴设备上储能器件的有力竞争者。（文：Today）
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图1 (a) DIMB的制备过程示意图；(b)-(g) 单个和集成的DIMB电池的照片。
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图2 (a) DIMB的充放电示意图；(b) DIMB的非原位拉曼测试结果；(c) DIMB的非原位XRD测试结果；(d)-(e) DIMB在初始状态和充满电下的负极和正极XPS测试C 2p光谱；(f) DIMB的石墨初始HRTEM照片；(g) DIMB充满电后负极石墨的HRTEM照片；(h) DIMB充满电后正极石墨的HRTEM照片；
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图3 VOPO4-石墨烯在钾离子电池中的原位XRD测试分析和DFT计算分析。
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图4 (a)-(b) DIMB在不同弯折角度下的充放电曲线体积比容量。(c)-(f) DIMB为LED灯、小游戏机和电致变色眼镜供电的照片。
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图5 (a)-(b)集成的串联、并联DIMB的示意图；(a)-(b) 1~3个DIMB串联、并联的充放电曲线图；(e) 20个DIMB串联照片；(f) 20 个串联的DIMB的充放电曲线图和dQ/dV vs V曲线。
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