隨著全球能源問題的日益突出，各國對于新一代清潔能源的開發顯得十分緊迫。鋰離子電池是當今國際公認的理想化學能源，具有體積小、電容量大、電壓高等優點，被廣泛用于移動電話、手提電腦等電子產品，日益擴大的電動汽車領域將給鋰離子電池帶來更大的發展空間。近年來，作為下一代最有前景之一的柔性/可折疊光電子器件的研究備受矚目，但如何將柔性構建的思路與基于納米材料的鋰離子電池相結合并與此同時獲得高電池性能、優良彎折穩定性的鋰離子電池仍是困擾大多數科研人員的一個巨大難題。 針對這些現狀，武漢光電國家實驗室沈國震教授領導的團隊立足功能納米材料，結合國內外在能源存儲領域最新研究進展，設計構建出了一種基于多級三維鈷酸鋅納米線陣列/碳布復合結構的新型柔性高性能鋰離子電池。該工作創新點在于：1、用新型碳材料取代了傳統的金屬集流體，降低了成本，減輕了整體質量，并以此發揮出具有三維結構碳布巨大的網絡傳輸電子優勢，極大的提高了電池的倍率性能;2、新穎的三維鈷酸鋅納米線陣列結構極大的增加了單位體積內電極材料質量，使電解液最大程度的與之接觸，減少電極材料在電池充放電過程中由于鋰離子嵌入/脫出帶來的體積改變，結果顯示電池在160次循環后仍然具有高達 1200mAh/g的比電容量;3、在柔性鋰離子電池的柔性折疊測試中，在達到120次彎折次數后我們發現電池具有非常好的電學穩定性。值得一提的是，在柔性電池成功驅動LED或手機屏時我們對其進行任意彎折，發現LED燈和手機屏的亮度均無發生任何變化，說明這種高柔性鋰離子電池具有很好的實際應用價值。
圖 (A) 三維鈷酸鋅納米線陣列的掃描電鏡圖;(B) 柔性鋰電池結構示意圖;(C,D) 柔性鋰電池用于驅動綠光LED;(E,F) 柔性鋰電池用于驅動手機LCD顯示屏。
這種將柔性納米材料陣列用于研究設計新穎的高性能柔性鋰離子電池的技術有望得到進一步的拓展，非常有希望滿足未來柔性能源存儲的發展需要，也將為今后柔性光電子器件的研究提供了新的思路。該研究工作得到了國家自然科學基金、973計劃、湖北省自然科學基金、高等教育博士點研究基金等的資助，相關研究成果發表在美國化學會Nano Letters
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