近日，中心研究人员、复旦大学化学系王永刚副教授在柔性电池研究方面取得突破进展。相关研究论文柔性可伸缩一维可充锌空气电池（“Flexible, Stretchable and Rechargeable Fiber-Shaped Zinc-Air Battery Based on Cross-Stacked Carbon Nanotube Sheets”）于2015年10月4日发表在国际学术刊物《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.,DOI: 10.1002/anie.201508848）上。该项研究成果由王永刚副教授课题组联合复旦大学高分子系彭慧胜课题组共同完成。

传统可充电池或超级电容器等化学电源主要是由“平板电极片”和“吸附了电解液的隔膜”通过交叉叠片或者平行卷绕的方式构成的方形和圆柱形储能器件，并已经被广泛应用各种电子器件，如笔记本电脑、手机及数码相机等。近年来，柔性可穿戴电子器件已经成为未来电子产品发展的一个必然趋势，然而传统的化学电源并不能满足这一需求，并成为限制可穿戴电子产品发展的瓶颈性问题，因此柔性可穿戴化学电源体系的研究在近期吸引了广泛的关注。针对这一问题，王永刚老师及其所在团队开展了柔性可穿戴化学电源体系的研究工作，并在近期设计开发了柔性可伸缩一维可充放锌-空气电池体系。该研究工作采用含水有机凝胶电解质包覆的锌丝电极为负极，通过有序平行的碳纳米管阵列交叉裹覆的方式，直接在凝胶电解质外表面形成多孔碳纳米管包覆层，并最终形成一维锌-空气电池体系，这里碳纳米管包覆层兼具集流体和空气催化电极的双层功能。由于碳纳米管、锌丝和聚合物凝胶电解质固有的柔性特点，该一维锌-空气电池体系具有较好的柔性且具有一定的伸缩性。此外，碳纳米管自身的高电子电导及其编织构成的多孔结构使得该空气电池具有较好的电化学性能，且在弯曲或伸缩等条件下能有够保持电化学性能的稳定。这一研究结果为设计开发大容量柔性可穿戴电池体系提供了新的设计思路。