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作為微電池的核心指標之一,面積功率密度決定了微電池與應用於物聯網的微電子器件集成時所需的面積。目前,由於微電子器件尺寸有限,微電池的實際應用仍受到低面積功率密度的限制。

近日,福州大學王星輝教授和廈門大學彭棟樑教授等人在Science China Materials發表研究論文,發現經過原位等離子體預處理襯底後,濺射的鐵氧硫化物薄膜(FeOxSy)具備超高功率特性,這種原位等離子體預處理可作為一種通用的界面優化策略來抑制長循環過程中的機械衰變。


本文要點:

1)所濺射的FeOxSy正極薄膜展現出極高的功率密度和穩定的循環性能,這是由其高度的結構完整性(強大的界面粘附性和應力釋放的島)、完美的電化學可逆性以及近表面電荷交換(贗電容鋰存儲機制)的協同作用導致的。

2)預處理的FeOxSy薄膜可以輸出高達14.6 mW cm-2的功率密度和291 µW h cm-2 µm-1的體積能量密度。

3)製備得到的正極薄膜的功率密度優於已報道的具有相當面積容量的濺射薄膜。

本工作提出了一種簡單且高效的預處理方法來製備具有超高功率密度且穩定的微電池薄膜電極。


文章信息



Ke B., Wang X., Cheng S., et al. Ultrahigh-power iron oxysulfide thin films for microbatteries. Sci. China Mater. (2022).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2152-3




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