分会

第三十九分会：先进化学电源

摘要

智能电子与物联网的快节奏发展正引领电化学储能器件进入新的体系，要求储能器件具有小型化、轻质化、灵活、可穿戴和可集成以及长寿命、高比能的特点，刺激了微型电化学储能器件与下一代高能量密度锂电池体系的发展。微型电化学储能器件除了要求高性能外，需要电源能够与目标设备进行无缝集成。下一代高比能锂电池需要解决其安全性及单位面容量的限制。从电源设计和结构的角度来看，传统的涂布法以及光刻加工等技术限制了电源的设计多样性、与电子设备的集成以及单位面积的活性材料载量。打印技术由于其数字化控制、无需模板、厚度可控、特殊的外形因素、与电子设备的形状/性能兼容性以及可扩展/低成本的可加工性，被广泛应用于储能、催化以及电子等领域。可打印电化学储能器件是近年来出现的一种新型储能系统，解决了上述设计多样性低、灵活性差以及载量低的问题。目前打印储能器件主要面临以下挑战：（i）如何设计高电化学活性电极材料，克服活性材料在电极中含量少、反应活性低的难题，（ii）如何开发具有可调流变性和电化学性能的电源组件（包括电极、电解质）墨水，（iii）如何发展高精度打印技术来实现电极的高比面积/体积容量，以及建立电极-电解质的界面相容性和稳定性，（ⅳ）如何实现小型化器件高通量制备和模块化微系统一致性与高效兼容性。基于此，本论文制备了高电化学活性的二维异质结构纳米片，开发了高导电、可调流变性质的稳定可打印水系墨水，基于高输出通量的喷涂/喷墨/3D打印技术，研制出高性能平面化微型储能器件与高安全、长循环、高比能锂金属电池，构筑出自供电功能化集成微系统。

关键词

打印技术;微型超级电容器;钠离子微型电池;锂金属电池

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