为下一代柔性可穿戴电子设备供电的电池需要出色的机械弯曲性和可折叠性。本文中，设计和制造了一种由超长MnO₂纳米线和石墨烯纳米片构成的自立的混合纳米体系结构，作为柔性和可折叠锌离子电池（ZIBs）的先进且轻巧的正极。新设计的电池不仅具有基于总正极质量的436 Wh kg^-1的高能量密度，而且还具有良好的2000次循环耐久性。更重要的是，可变形的ZIBs可以在弯曲和折叠情况下运行而不会损失任何容量。具有高能量密度和长寿命的可折叠ZIBs，对于智能和可穿戴电子设备具有广阔的前景。
 
 
Figure 1. a）MnO₂/rGO纳米复合膜的1D/2D杂化结构示意图及其数字照片。MnO₂/rGO纳米复合材料的b–d）SEM和e）TEM，f）HRTEM，g）HAADF-SAED，h）HAADF-STEM以及相应EDX元素映射图像。
 
 
Figure 2. MnO₂/rGO膜在0.1 A g^-1下的a）恒电流充电/放电曲线和b）循环稳定性。c）在不同电流密度下的充电/放电曲线，以及d）相应的倍率性能。混合电极在e）1.0和f）2.0 A g^-1时的循环性能。g）我们电池的Ragone图，与先前报道的ZIBs进行比较。
 
 
Figure 3. a）在不同充电/放电深度的异位XRD图谱。MnO₂/rGO电极在新鲜状态b），A状态c），B状态d）和C状态e）下的SEM图像。f）不同扫描速率下的CV曲线。g）在平台I（1.36 V）和II（1.23 V）处获得的奈奎斯特图。h）GITT曲线以及充电/放电过程中相应的离子扩散系数。
 
  
Figure 4. a）柔性和可折叠ZIB单元的示意图。ZIB电池在不同机械变形下的b）恒电流充电/放电曲线和c）循环稳定性。d–g）ZIB电池在平坦、弯曲和折叠状态下，为电动风扇供电的数码照片。h–i）使用ZIB电池作为柔性电子表带。j）两个连接的ZIB电池可点亮四个红色LEDs。
 
        相关研究成果于2021年由西北工业大学与陕西石墨烯联合实验室Jian-Gan Wang课题组和特拉华大学Bingqing Wei课题组，发表在Adv. Funct. Mater.（DOI: 10.1002/adfm.202007397）上。原文：Highly electrochemical active composites based on capacitive graphene/aniline oligomer hybrid for high-performance sustainable energy storage devices。

转自《石墨烯杂志》公众号