南科大&马里兰AEM：具有双MXene电极的可拉伸锌离子混合电池作为磁驱动软体机器人

由于其固有的安全性和高能量密度，具有中性电解质的锌基电池可以作为可穿戴/可植入电子产品的竞争候选者。因此，非常需要为可拉伸的锌基电池开发可拉伸的负极/正极和中性电解质的协同组合。

在此，南方科技大学赵予生教授、马里兰大学Po-Yen Chen教授等人开发了一种可扩展的制造工艺来生产由V₂CT_x MXene正极和锌修饰的Ti₃C₂T_x MXene负极组成的可拉伸锌离子混合电池。

为了赋予锌离子混合电池高拉伸性，两种基于 MXene的电极均采用皱褶状微纹理制造，可实现可逆折叠/展开行为，以在拉伸时减弱面内应力。可拉伸的V-MXene正极展示了可逆的Zn²⁺脱/嵌入和应变稳定的电化学活性，另一方面，在电沉积后，可拉伸的Ti-MXene负极被锌微片覆盖，在应变下表现出可逆的锌沉积/溶解，并且在长期运行期间没有形成枝晶或死锌。

图1. 可拉伸锌离子混合电池的制备

通过沉积准固态中性电解质，制造的锌离子混合电池具有大变形能力（50% 应变）、超薄器件（≈170 µm）、低面积重量（≈20 mg cm^-2）和超低自放电率 (0.7 mV h^-1 )。

可拉伸的锌离子混合电池在0%、50% 应变下分别表现出118.5和103.6 mAh g^-1的可充电和应变不敏感比容量，在比容量、变形能力和器件厚度方面与最先进的工作具有良好的可比性。

最后，凭借超薄和轻巧的优点，可伸缩电池被证明是一种具有遥控功能的磁驱动软体机器人，能够在两个指定点之间爬行以执行充电/放电任务。

图2. 可伸缩锌离子混合电池作为磁驱动软体机器人

Stretchable Zn-Ion Hybrid Battery with Reconfigurable V₂CT_x and Ti₃C₂T_x MXene Electrodes as a Magnetically Actuated Soft Robot, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101862

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南科大&马里兰AEM：具有双MXene电极的可拉伸锌离子混合电池作为磁驱动软体机器人

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