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  在蓬勃發(fā)展的柔性電子技術(shù)市場(chǎng)推動(dòng)下，高比能柔性儲(chǔ)能器件的開發(fā)已成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)課題。作為柔性儲(chǔ)能器件的重要組成部分，集流體在儲(chǔ)能器件中承擔(dān)著電子傳輸和機(jī)械支撐的重要作用，是影響儲(chǔ)能特性與機(jī)械柔性的關(guān)鍵基體單元。因此，在保障機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)電性的前提下，研制兼具輕質(zhì)和高機(jī)械柔性的新一代集流體是開發(fā)高比能柔性儲(chǔ)能器件的根本所在。

  近日，香港理工大學(xué)鄭子劍教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出了一種兼具輕質(zhì)和高機(jī)械強(qiáng)度的柔性“金屬化玻璃纖維織物（MGFs）”，該新型導(dǎo)電織物可通過(guò)“卷對(duì)卷工藝”實(shí)現(xiàn)規(guī)�；苽洌移潢P(guān)鍵技術(shù)參數(shù)均已達(dá)到柔性集流體的實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，所研制MGFs的方阻小于0.05 Ohm sq^-1，完全滿足商業(yè)化集流體的指標(biāo)需求；其拉伸強(qiáng)度為168 MPa，約為商用碳布的20倍；在曲率半徑為2 mm的條件下連續(xù)彎折10萬(wàn)次，其面電阻無(wú)明顯上升，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)活性和機(jī)械穩(wěn)定性。此外， MGFs的面密度為2.9~3.2 mg cm^-2, 僅為商業(yè)化銅箔面密度的40%；厚度為20 μm，僅為碳纖維布厚度的9%。輕質(zhì)的特性可降低儲(chǔ)能器件約10%的重量，提升器件9~18%的能量密度。

研究要點(diǎn)概述：

圖1.（a）MGF和基于MGFs的柔性鋰離子電池和鋰金屬電池制備示意圖；（b-e）MGFs的光學(xué)照片及掃描電子顯微鏡照片；（f-h）MGFs的機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)械柔韌性和防火特性性展示。

圖2. 基于CuGF的石墨負(fù)極與基于商業(yè)化銅箔的石墨負(fù)極的電化學(xué)儲(chǔ)能性質(zhì)對(duì)比圖。

圖3. （a-d）基于AgCuGF集流體的鋰金屬負(fù)極形貌圖；（e-g）基于AgCuGF、CuGF、和商業(yè)化銅箔集流體的鋰金屬負(fù)極電化學(xué)性能對(duì)比圖。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211748

通訊作者簡(jiǎn)介

  鄭子劍博士，香港理工大學(xué)應(yīng)用生物及化學(xué)科技學(xué)系（ABCT）, 智慧能源研究院、智能可穿戴研究院教授。2003年獲得清華大學(xué)化學(xué)工程系工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2007年獲得劍橋大學(xué)化學(xué)系博士學(xué)位，2008-2009年在美國(guó)西北大學(xué)Mirkin教授課題組從事博士后研究；2009年加入ITC擔(dān)任助理教授并成立獨(dú)立課題組，2013年破格晉升為終身副教授，2017年晉升為教授，2023年晉升為講席教授。

  研究方向主要包括柔性電子、微納制造、高分子智能材料、能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。迄今已在包括Science、Nature Materials、Nature Communication、Advanced Materials、JACS、Angew Chem等高水平SCI期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文190余篇；申請(qǐng)專利25項(xiàng)。創(chuàng)辦Wiley綠色能源環(huán)境領(lǐng)域的先進(jìn)材料期刊《EcoMat》并擔(dān)任主編，亦擔(dān)任Advanced Materials和Small的客座編輯，以及Advanced Energy Materials的顧問委員會(huì)成員。2018年當(dāng)選香港青年科學(xué)院創(chuàng)院院士，2020年當(dāng)選長(zhǎng)江講座教授，2021年當(dāng)選香港研資局高級(jí)研究學(xué)者。