研究人員設計出具有纖維形陽極的電池原型
細長形能為電子產業帶來新的概念設計
由北卡羅萊納州立大學的研究團隊設計出來的以纖維狀形態的陽極能成為穿戴式電子產品在未來的發展趨勢，然而仍需進一步進行效能、安全性和機械特性的改進。在最新的研究中，北卡羅萊納州立大學的研究人員成功地以線狀的纖維製造出一種陽極。研究人員利用石墨烯的獨特性質，使其成為具有良好傳導性的鋅離子電池的纖維形狀，並發表在 ACS 應用材料和介面雜誌上。這項研究的成果是紡織穿戴式電子產品的開創性發現之一，同時也透過詳細的實驗讓人們更好地理解電極形狀對效能的影響。
研究人員利用不同形狀和大小的二氧化錳微粒極其獨特的物理性質製造出這種纖維狀的電池原型。接著，他們使用水解旋轉製程來形成石墨烯氧化物纖維，其中嵌入了二氧化錳微粒子。 研究人員研究了這些纖維的電化學和其他效能。此外研究人員還發現，可以透過控制石墨烯氧化物和二氧化錳的形狀和大小來影響陽極的電化學性質。
過程中，研究人員發現二氧化錳的形狀對於纖維的電化學功能有著重要的影響。當二氧化錳的形狀與石墨烯均勻混合時，他們可以使用這種纖維製造出一個可操作的電池。相比之下，當二氧化錳呈“海膽”形狀時，這種纖維就不適合用來製造電池。主要的原因是當二氧化錳呈現圓形狀時，會有許多邊緣突出，所以會產生粗糙的表面，不能像長圓柱狀的二氧化鋅那樣堆疊在石墨烯氧化物奈米片之間。 儘管該電池的效能還不高，但研究人員已經利用它成功地給手錶供電。研究結果表明，對於石墨烯氧化物的形狀和大小，理解陽極的電化學性質是至關重要的。
研究人員稱，由於當前的研究仍處於概念證實階段，他們還需要繼續改進效能、安全性和機械特性，進一步開發出商業化的可穿戴電池產品。在未來的研究中，如果能重視對電極形狀的深入研究，那麼在穿戴式電子設計的實現上，將具有極大的幫助。
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