西工大马越ACS Nano:多功能健康监测电子设备的水凝胶电解质用于柔性锌离子电池 2024年3月21日 上午11:15 • z, 顶刊 • 阅读 13 大多数柔性传感器依赖于复杂的电路设计和外部电源,从而限制了智能电子的集成度和小型化。因此,环境适应性电池的结构设计是制备能够进行时间分辨、长期信号监测的可穿戴电子产品的基础。 在此,西北工业大学马越团队提出了一种一体策略即利用水凝胶作为离子导电介质用于柔性水系锌离子电池和可穿戴应变传感器。具体而言,聚(乙烯醇)水凝胶网络将纳米SiO2和纤维素纳米纤维(简称PSC)纳入乙二醇/水混合溶剂中,在−20℃下平衡了机械性能(抗拉强度为6 MPa)和离子扩散率。 基于此,Zn∥PSC∥V2O5在宽温度范围内(- 20 ~ 80℃)具有强大的可循环性。此外,该微器件将锌离子电池与应变传感器无缝集成,能够精确监测人体动态运动时的肌肉反应。 图1. 自供电应变传感器装置设计 总之,该工作建立了一种耐高/低温的水凝胶,其可在具有应变传感器和电池模块集成的可穿戴电子产品中实现长期、时间分辨的信号监测。结合机械增强聚合物网络(纳米 SiO2 和 CNF 添加剂)和氢键网络重构,PSC 水凝胶表现出增强的机械性能和 -20 °C 下的高离子电导。 结果显示,该种可穿戴微器件通过调节 Zn2+ 传输路径,将耐极端温度(−20 至 80 °C)、高面积容量的 Zn∥PSC∥V2O5 电池与应变传感器无缝集成,解决了动态肌肉运动的监测。此外,借助透射模式原位 X 射线,集成微型器件捕获了电池运行期间的实时相位演变和同步压力变化。因此,该项研究不仅展示了一种柔性、机械增强、生物相容性水凝胶作为RAZB 和应变传感器的离子导电介质,而且还为可穿戴电子产品的小型化和集成设计提供了见解。 图2. 测量锌沉积/剥离引起应力变化的微型传感器装置示意图 A Hydrogel Electrolyte toward a Flexible Zinc-Ion Battery and Multifunctional Health Monitoring Electronics, ACS Nano 2024 DOI: 10.1021/acsnano.4c00085 原创文章,作者:Jenny(小琦),如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/03/21/b9adfbe362/ 电池顶刊 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 周伟东Angew:多层陶瓷固态电解质解决LLZTO/Li界面问题! 2023年10月29日 施剑林院士&崔香枝研究员,最新Angew! 2023年10月10日 浙师大柏嵩/中科大刘东Small: 一箭双雕!堆叠式空间分离的Ni(OH)2助催化剂用于CO2RR和OER 2023年10月21日 重磅!鲍哲南院士最新Matter! 2023年10月15日 北化工宋宇飞/刘宾/赵宇飞Small:V掺杂调控NiAl-LDH电子结构,实现高效光催化CO2还原为CH4 2022年9月6日 朱永法/郭燕,最新Nature Catalysis! 2023年10月4日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交