隨著可折疊手機和5G手機等要求高電量的可穿戴設備和智能手機的推出，電池變得越來越日門，各種電池類型應運而生。例如，嵌入在手機表帶中的柔性電池或從無線充電發(fā)展而來的無線功率共享電池。然而，目前還沒有容量可達數(shù)千毫安時的可折疊電池問世。最近，韓國的一個研究小組開發(fā)了一種單片電極以代替笨重的銅集電器，從而可以開發(fā)出高容量的柔性電池。

浦項工科大學的樸秀金教授和高級材料科學系的博士后研究員柳家永及其博士生與韓國材料科學研究所合作，成功開發(fā)了一種帶有薄層和三維有機電極的柔性電池。

研究人員通過使用三維銅集電器，使電池的重量比傳統(tǒng)的銅集電器減輕了10倍。此外，他們采用有機材料來代替石墨陽極，將電池的能量密度提高了4倍之多。他們的研究成果發(fā)表在最新一期的ACSNano雜志上。

有機材料的電導率低，并且沒有解決方案來集成集電體和有機材料。由于這個原因，在研究之前不可能用有機材料證明整體電極。研究小組研究了一種新的方法來替代使電池重的集流器和低能量密度的石墨陽極，從而創(chuàng)新地降低電池的重量。

該團隊通過使用單壁碳納米管（SWCNT）氣凝膠生產(chǎn)了具有高電導率的三維結(jié)構，并且通過涂覆納米級的基于酰亞胺的網(wǎng)絡（IBN）2）有機材料來構造薄的整體有機電極。覆有8nm薄且可調(diào)節(jié)厚度的有機IBN層的三維單片電極提供的容量高達1550mAhg－1，可以再充電800次以上。電極涂有有機材料，盡管它們固有的電導率很差，但它們具有很高的導電性，并且它們還證明了通過豐富的氧化還原活性位點幫助鋰實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)移，能夠改善可充電電池的電化學性能。

新開發(fā)的電極可以替代金屬基的集電極，從而開發(fā)出輕便靈活的可充電電池，可用于可穿戴電子設備、柔性設備、通信和下一代電動交通工具。

負責這項研究的樸秀金教授評論說：“通過使用這種新開發(fā)的帶有SWCNT有機材料的整體式電極，我們可以大大降低可充電電池的重量。這可以克服常規(guī)可再充電電池的限制，并且可以實現(xiàn)有機電池的柔性和輕量化。