近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)發(fā)展了低成本、規(guī)?；慕z網(wǎng)印刷技術(shù)，制備出優(yōu)良的二次水系平面化鋅錳微型電池。相關(guān)進(jìn)展發(fā)表在《國家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上。在同期期刊上，韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)究院（UNIST）微型儲(chǔ)能專家Sang-Young Lee為該文撰寫點(diǎn)評(píng)文章“可規(guī)模、更安全、可印刷的鋅錳平面微型電池可廣泛應(yīng)用于智能電子器件”，對(duì)該工作進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

新一代微型化、可穿戴電子產(chǎn)品的發(fā)展極大地刺激了人們對(duì)與之相匹配的新概念、高安全、長(zhǎng)壽命微型儲(chǔ)能器件，尤其是平面化微型電池的迫切需求。平面化微型電池具有高度集成一體化的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)三明治構(gòu)型電池體積大、機(jī)械柔性差、彎曲狀態(tài)下界面易分離等缺點(diǎn)，是非常具有發(fā)展前景的一類新型可穿戴電子器件功率源。

為了進(jìn)一步提高電池功率源的安全性能，研究人員正在積極開發(fā)高安全水系電解液取代可燃性有機(jī)電解液，構(gòu)建安全性高的水系平面化微型電池。其中，得益于電極材料的豐富儲(chǔ)量，鋅錳水系電池備受關(guān)注。然而，目前發(fā)展與集成電子器件高度兼容的高安全、低成本平面鋅錳電池關(guān)鍵制備技術(shù)仍然非常缺乏。

為解決這一問題，該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種低成本、簡(jiǎn)單高效、規(guī)?；慕z網(wǎng)印刷技術(shù)，成功制備出兼具良好機(jī)械柔性、高安全和長(zhǎng)壽命的新概念水系平面化鋅錳微型電池?？蒲腥藛T首先以二氧化錳、鋅粉、石墨烯為功能材料，分別配置出鋅錳電池的正負(fù)電極和石墨烯集流體觸變性油墨；然后采用多步絲網(wǎng)印刷的方法，實(shí)現(xiàn)了平面化鋅錳微型電池簡(jiǎn)單、低成本的規(guī)模化制備。該鋅錳電池不僅具有環(huán)境友好、高安全的特點(diǎn)，而且表現(xiàn)出了超長(zhǎng)的工作壽命，在5C的電流密度下循環(huán)1300圈仍能保持83.9%的比容量，同時(shí)兼具良好的機(jī)械柔性和性能一致性。

此外，印刷基底的多樣性可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。重要的是，絲網(wǎng)印刷是工業(yè)上已成熟的技術(shù)，因此該工作提出了一種非常有工業(yè)應(yīng)用前景的規(guī)模化制備平面化鋅錳微型電池的方法，也為其他平面化柔性儲(chǔ)能器件的發(fā)展提供了新思路。

來源： 大連化學(xué)物理研究所