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快速增長(zhǎng)的柔性和可穿戴電子產(chǎn)品對(duì)柔性儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展提出了很高的要求。然而，這些設(shè)備在工作環(huán)境下容易受到極端、重復(fù)的機(jī)械變形的影響。

在此，美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Reza Shahbazian-Yassar等人報(bào)道了一種具有形狀記憶功能的智能柔性鋰離子電池的設(shè)計(jì)和制造，該電池能夠在嚴(yán)重的機(jī)械變形、彎曲、扭曲、滾動(dòng)或伸長(zhǎng)時(shí)恢復(fù)其形狀。

這種形狀記憶功能是由形狀可調(diào)的固體聚合物電解質(zhì)（SPE）的集成造成的，形狀記憶SPE是基于半結(jié)晶、可交聯(lián)的聚環(huán)氧乙烷 (PEO) 二甲基丙烯酸酯 (PEODMA) 設(shè)計(jì)的，該材料通過常規(guī) PEO的一步甲基丙烯酸化及LiTFSI作為L(zhǎng)i鹽和添加劑而合成。研究表明，SPE具有高形狀記憶性能、高達(dá)96% 的形狀固定率和83% 的形狀恢復(fù)率，還表現(xiàn)出高機(jī)械拉伸性和高鋰離子電導(dǎo)率。

圖1. 形狀記憶SPE的合成示意圖

因此，該形狀記憶SPE在相對(duì)高的電流密度下對(duì)Li/Li對(duì)稱電池中的Li金屬具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性（高達(dá)1000次循環(huán)）。基于SPE的智能鋰離子電池在0.2 C充電/放電速率下提供≈140 mAh g^-1的特定放電容量，100次循環(huán)后容量保持率約為 92%，20 °C時(shí)庫侖效率約為99.85%。

此外，作者證明了這種智能電池的形狀可以通過編程來調(diào)整自身，以響應(yīng)特定任務(wù)和高級(jí)應(yīng)用的內(nèi)部/外部熱刺激。在不犧牲形狀記憶強(qiáng)度的情況下提高聚合物電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率和形狀固定/恢復(fù)的速度/效率，是進(jìn)一步提高智能形狀記憶電池電化學(xué)和形狀記憶性能的有效策略。

總的來說，這項(xiàng)工作中提出的方法展示了開發(fā)形狀可恢復(fù)/可調(diào)的下一代儲(chǔ)能技術(shù)的有前途的設(shè)計(jì)原則。

圖2. 基于形狀記憶SPEs的智能鋰電池的電化學(xué)性能

A Smart Lithium Battery with Shape Memory Function, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102666

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://m.zzhhcy.com/index.php/2023/10/18/7266563995/

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伊利諾伊大學(xué)Small：一種具有形狀記憶功能的智能鋰電池

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