01??╱ 文章概覽 ╱

柔性水性鋅離子電池可以安全、低成本地儲存能量，這有利于可穿戴電子產(chǎn)品；然而，目前使用的陰極限制了這些裝置的比容量和能量密度較低。在此，開發(fā)了一種柔性鋅硫（Zn-S）電池，由硫修飾的Ti3C2TX（S@Ti3C2Tx）作為陰極和鋅金屬陽極以及添加碘的兩親性凝膠電解質(zhì)（AGE）構(gòu)成。?

得益于S@Ti3C2Tx正極的限域協(xié)同作用，Zn-S電池在300mA?g?1時表現(xiàn)出772.7?mAh?g?1的高存儲容量，高于傳統(tǒng)的S裝飾碳正極（491.7?mAh?g?1） 1）。更特別的是，該柔性器件具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性（82.7%）和出色的機械穩(wěn)定性，90°彎曲（500次循環(huán)）后容量保持率為91%。

為了演示實際應(yīng)用，柔性鋅硫電池被串聯(lián)集成，為電子設(shè)備（例如數(shù)字時鐘、發(fā)光二極管和機器人）供電。它表現(xiàn)出卓越的靈活性，可以承受不同的變形，并保持穩(wěn)定的電力供應(yīng)來運行可穿戴電子設(shè)備。這些發(fā)現(xiàn)為靈活的儲能技術(shù)提供了一個新的起點，并展示了鋅硫電池在實際應(yīng)用中的巨大潛力。

02??╱ 圖文參考 ╱

03??╱ 總結(jié) ╱

S@Ti3C2TX的合成及形貌研究

為了開發(fā)高效的陰極電極，在表面活性劑存在下，通過強機械共混對剝離的Ti3C2TX進行液體剪切原位硫修飾，制備了S@Ti3C2TX。 實驗部分給出了更多細(xì)節(jié)。 該方法避免了通常用于將 S 與主體材料混合的耗能高溫方法。 之后，使用碳布作為導(dǎo)電基底來制作柔性S@Ti3C2TX陰極。 最后，通過采用S@Ti3C2TX作為陰極、Zn箔作為陽極、AGE作為電解質(zhì)開發(fā)了一種柔性水系Zn-S電池，該電池在為各種電子設(shè)備供電方面顯示出重要的應(yīng)用。

在這里，所提出的高導(dǎo)電 Ti3C2TX 作為陰極復(fù)合材料提供了限制協(xié)同作用，以激活絕緣的硫和碘，以實現(xiàn)更快、更容易的氧化還原反應(yīng)，并減輕鋅離子擴散的導(dǎo)電通道。 另一方面，AGE 基質(zhì)的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷基團可以使碘良好溶解，并限制碘化物的擴散。?

在研究 S@Ti3C2Tx 正極在柔性 Zn-S 電池中的作用及其在電力電子設(shè)備中的實際應(yīng)用之前，首先了解 S@Ti3C2Tx 復(fù)合材料和 AGE 的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和電化學(xué)特性至關(guān)重要。 在這里，通過熱重分析（TGA）、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、掃描透射電子顯微鏡（STEM）、能量色散X射線光譜（EDS）系統(tǒng)地表征了S@Ti3C2TX復(fù)合材料 、透射電子顯微鏡（TEM）和高分辨率掃描透射電子顯微鏡（HR-STEM）來驗證連續(xù)的組合物制備。

* 圖文資料來源于??www.nature.com