Energy Environ. Sci.：高能量密度柔性锂电池

随着新型电子设备对整体柔性要求的不断新增，常规的刚性锂电池已经难以满足下一代便携式电子设备的设计需求，全柔性锂电池成为科研人员关注的重点。那么，要怎么样提高柔性锂电池的能量密度和功率密度呢？处理这一难点和热点，才是真正实现柔性锂电池商业化使用的关键。

已经被报道的柔性锂电池的正负极通常是在低表面积、低容量的高质量占比柔性基底上生长活性材料（过渡金属化合物、氮化物、硫化物等）制得的，它们的质量能量密度和质量功率密度往往都很低。而使用常规轻质柔性基底（如碳纳米管、石墨烯等）进行替换的策略又会破坏电池整体的力学稳定性。所以，想要在全柔性锂电池范畴进行冲破，必由之路就是设计轻质、高性能、结构稳定的柔性正负极材料。

基于之前的工作基础，中山大学的童叶翔教授和广州大学的刘兆清研究员在具有剥离碳壳（EC）的核壳结构碳布（CC@EC）表面上水热生长NiCo2O4纳米线（NCONWs），设计得到了具有柔性核-双壳复合结构的柔性锂电池负极（表示为CC@EC@NCOCDS）。

其结构表征和结构示意图如下：

图1CC@EC（a）和CC@EC@NCO（b-k）的形貌表征

图2柔性核-双壳复合负极结构以及锂离子和电子传输途径的示意图

性能探测声明，这种柔性核-双壳复合结构负极（CC@EC@NCOCDS）表现出远优于常规碳布基底的核壳负极（即CC@NCO）的储锂性能。

图3两种负极的储锂性能比较

图4DFT计算和组分分解

图5理论计算和原位拉曼分解

使用商业化的LiNiCoMnO2（表示为CC@EC@LNCMO）和CC@EC@NCOCDS分别作为柔性锂电池的正负极，他们设计制备了一个39.0cm2全柔性的锂电池。这种全柔性锂电池的最大能量密度和功率密度能够达到314Wh/kg和205W/kg，且具有出色的柔性和良好的充放性能。

图6全柔性锂电池CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO的结构示意图及性能探测结果

图7全柔性锂电池CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO的储锂性能及潜在使用展示

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