Una microbatería de iones de zinc cuasi-sólida de ultralta densidad de energía con excelente flexibilidad y termostabilidad

Resumen El rápido desarrollo de productos electrónicos inteligentes portátiles e integrados ha aumentado urgentemente la demanda de microbaterías de alto rendimiento. Aunque hasta ahora se han informado pocas microbaterías de iones de litio basadas en electrolitos orgánicos, los problemas, como la densidad de energía indeseable, la mala flexibilidad, la inflamabilidad, la toxicidad volátil y el alto costo restringen sus aplicaciones prácticas en los productos electrónicos mencionados anteriormente. Para superar estos problemas, se explora una microbatería de iones de zinc (ZIMB) acuosa cuasi-sólida de bajo costo, ensamblada por un cátodo de dióxido de vanadio (B)-nanotubos de carbono de múltiples paredes (VO2(B)-MWCNTs), un ánodo de nanoplacas de zinc y un electrolito hidrogélico de trifluorometanosulfonato de zinc-polivinil alcohol (Zn(CF3SO3)2-PVA). Como se esperaba, la ZIMB exhibe un excelente rendimiento electroquímico, por ejemplo, una alta capacidad de 314.7 µAh cm−2, una ultralta densidad de energía de 188.8 µWh cm−2 y una alta densidad de potencia de 0.61 mW cm−2. Además, la ZIMB también muestra alta flexibilidad y excelente estabilidad a alta temperatura: la capacidad no presenta un decaimiento obvio cuando el ángulo de flexión llega a 150° y la temperatura alcanza 100 °C. La ZIMB proporciona una forma de desarrollar dispositivos de almacenamiento de energía en miniatura de próxima generación con alto rendimiento.