在這里，提出了一種新型的MnO2-垂直石墨烯陰極，以顯著改善鋅電池的電化學(xué)性能。通過將MnO2納米材料嵌入高度垂直石墨烯（VG）納米片的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中，創(chuàng)建了新電極用于鋅離子電池，石墨烯納米片的3D納米微觀結(jié)構(gòu)可提供導(dǎo)電通道，便于電子和電荷的快速傳輸。冷凝碳緩沖層將VG納米片和碳纖維基材連接起來，進(jìn)一步提高了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。最后用保護(hù)層（包含聚3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT：PSS）導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)包裹電極，該VG-MnO2-PEDOT：PSS納米復(fù)合電極，在水性電解質(zhì)中實(shí)現(xiàn)了367.4 mA h g-1的高容量，循環(huán)1000次后，其容量可保持73.7％。此外，組裝后的準(zhǔn)固態(tài)Zn-MnO2電池，在多種機(jī)械負(fù)載條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性，并實(shí)現(xiàn)了高能量密度和功率密度。總體而言，該研究為未來可穿戴電子器件提供了一種有潛力的高性能柔性電池。
Figure 1. VMP陰極的構(gòu)建原理示意圖。
Figure 2.（a）VG@CF和（b）VMP陰極的SEM圖像。（c）VMP陰極的SEM橫截面圖。（d）VMP陰極的EDS映射圖像，以及（e）VMP陰極中C，Mn，O和S元素的映射。
Figure 3. (a) VMP陰極的 HR-TEM圖，(b) MO, VM, 和 VMP 陰極的 X RD圖，(c) MO, VM, 和VMP陰極的 Raman 光譜。
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Figure 4.（a）VMP，VM和MO陰極的CV曲線。（b）VMP，VM和MO陰極的GCD曲線。（c）VMP，VM和MO陰極的Nyquist圖。（d）VMP樣品在不同掃描速率下的CV曲線。（e）VMP樣品在不同電流密度下的GCD曲線。（f）VMP和VM陰極的循環(huán)性能比較，以及VMP樣品的庫侖效率。
該研究工作由澳洲新南威爾士大學(xué)Chun H. Wang課題組，于2020年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：A vertical graphene enhanced Zn–MnO2 flexible battery towards wearable electronic devices。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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