MoS₂/石墨烯异质结构

稳定无枝晶

该异质结构兼具与锌的高化学亲和力和完美晶格匹配，能够在亚0.1 mm²的微电池中实现可逆的外延锌沉积/剥离而无枝晶形成，为单片集成自供电系统提供核心部件。

Jipeng, Chen · Wenbo, Zhao · Gao, Yong · Bu, Fan · Wang, John · Liu, Xiangye · 官操

Science Bulletin 2024

具体参数

面积容量

0.16 mAh cm⁻²

循环次数

470 cycles

占位面积

0.1 mm²

技术优势

锌沉积无枝晶

MoS₂/石墨烯异质结构不仅提供与锌的高化学亲和力，还产生完美晶格匹配用于 Zn(002) 沉积，并促进均匀电流密度分布，从而实现锌的可逆外延沉积/剥离，不形成枝晶。

循环寿命长

基于该异质结构的 Zn||MnO₂ 微电池在470次循环内保持稳定的高容量，表明其具有良好的循环稳定性。

可单片集成

利用单片晶体 MoS₂/石墨烯薄膜，通过简便的光刻工艺可以同时制备微电池和晶体管，实现高度集成的自供电场效应晶体管和光电探测器。

应用场景

• 片上微电池：为片上微电池提供无枝晶锌负极，提升循环寿命和安全性。
• 锌离子微电池：通过外延锌沉积解决锌离子微电池循环稳定性差的问题。
• 微系统电源：可作为单片集成微系统的供电单元，与晶体管同片制备。
• 无线电子器件：为无线电子器件提供可集成的微型电源。
• 微型机器人：微型化电池可用于驱动微型机器人。