受人体毛细血管启发的柔性锂空气电池正极

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       近年来，可穿戴电子设备受到了人们的广泛关注，柔性质轻的储能器件已成为研究的主流，逐渐影响着人们的日常生活。金属空气电池具有低成本、环境友好和高能量密度等优点，被认为是理想的下一代储能系统，尤其锂空气电池，具有高达3600Wh/kg的理论能量密度，在研究中取得了不俗的进展。虽然应用前景良好，但当前大多的锂空电池仍不能满足柔性储能的需求，要么是正极材料的力学性能满足不了反复弯曲中电池容量的保留率，要么是正极材料的制备方式比较复杂，难以大规模有效生产。

        近日，中科院长春应化所张新波研究员（通讯作者）在Advanced Energy Materials上发表最新研究成果“Blood-Capillary-Inspired, Free-Standing, Flexible, and Low- Cost Super-Hydrophobic N-CNTs@SS Cathodes for High- Capacity, High-Rate, and Stable Li-Air Batteries”。在该文中，研究者受人体毛细血管结构启发，在不锈钢网上原位生长氮掺杂碳纳米管(N-CNTs@SS)作为柔性自支撑电极材料。该材料中不锈钢网提供优异的力学性能，多级N-CNT结构为不溶的放电产物提供足够的空间，电子和气体可以在相互交联的N-CNT结构中自由穿行，其超疏水特性能防止水分侵入电池腐蚀负极金属锂。受以上协同作用影响，该材料具有非常优异的电化学性能，并且能够在空气中稳定运行。该研究为柔性锂空气电池的大规模应用特供了一个思路。论文的第一作者为该课题组杨晓阳博士。