Le développement croissant de l'électronique à micro-échelle a stimulé la demande des sources d'énergie à micro-échelle correspondantes, en particulier pour les micro-batteries (MB). Cependant, les processus de fabrication complexes et la faible flexibilité des batteries empilées traditionnelles ont entravé leurs applications pratiques.

Les MB planaires ont récemment attiré l'attention en raison de leur miniaturisation simple, intégration série/parallèle facile et capacité de travailler sans membranes de séparation. Par ailleurs, la géométrie plane a une voie de diffusion ionique extrêmement courte, ce qui est attribué à l'intégration complète de l'électronique imprimée sur un seul substrat. Aussi, afin de s'affranchir des problèmes de sécurité induits par l'électrolyte organique inflammable, l'électrolyte aqueux, caractérisé par une ininflammabilité intrinsèque, conductivité ionique élevée, et la non-toxicité, est un candidat prometteur pour les applications MB portables et flexibles à grande échelle. En conséquence, diverses techniques d'impression ont été utilisées pour fabriquer des MB aqueux planaires. "En particulier, la sérigraphie peut contrôler efficacement la conception précise du motif avec une rhéologie réglable des encres, et est très prometteur pour une application à grande échelle, " a dit l'auteur.

Dans un nouvel article publié dans le journal basé à Pékin Revue scientifique nationale , Zhong-Shuai Wu à l'Institut de physique chimique de Dalian, Académie chinoise des sciences, Zn/MnO planaire rechargeable aqueux construit 2 batteries par une stratégie de sérigraphie applicable et rentable. "Le planaire Zn/MnO 2 micro-batteries, sans séparateurs, ont été fabriqués en imprimant directement l'encre de zinc comme anode et l'encre γ-MnO2 comme cathode, encre au graphène de haute qualité en tant que collecteurs de courant sans métal, travaillant dans des électrolytes aqueux neutres pour l'environnement de 2 M ZnSO 4 et 0,5 M de MnSO 4 , " a déclaré l'auteur. Diverses formes de Zn/MnO 2 Les MB ont été fabriqués sur différents substrats, impliquant les applications potentielles répandues.

Le Zn/MnO sans séparateur planaire 2 Mo, testé en électrolyte aqueux neutre, délivrer une capacité volumétrique élevée de 19,3 mAh/cm3 (correspondant à 393 mAh/g), à 7,5 mA/cm3, et une densité énergétique volumétrique notable de 17,3 mWh/cm3, surpassant les batteries au lithium à couche mince ( <=10 mWh/cm3). De plus, Le Zn/MnO 2 les MB planaires présentent une cyclabilité à long terme, tenue à haute capacité de rétention de 83,9% après 1300 fois à 5 C, supérieur au Zn/MnO empilé 2 MB signalés. Aussi, Zn/MnO 2 Les MB planaires présentent une flexibilité exceptionnelle sans diminution de capacité observable sous une déformation grave, et intégration série et parallèle remarquable de la construction de cellules bipolaires à haute tension et capacité de sortie.

Ce résultat satisfaisant ouvrira de nombreuses opportunités intéressantes dans diverses applications de l'intelligence, électronique imprimée et miniaturisée. Aussi, ce travail inspirera les scientifiques travaillant dans les nanotechnologies, chimie, science des matériaux et stockage d'énergie, et peut avoir un impact significatif à la fois sur le développement technologique futur des dispositifs de stockage d'énergie à micro-échelle planaire et sur la recherche de matériaux à base de graphène.