De toenemende ontwikkeling van elektronica op microschaal heeft de vraag naar de overeenkomstige stroombronnen op microschaal gestimuleerd, speciaal voor microbatterijen (MB's). Echter, complexe fabricageprocessen en slechte flexibiliteit van de traditionele gestapelde batterijen hebben hun praktische toepassingen belemmerd.

Planaire MB's hebben onlangs de aandacht getrokken vanwege hun eenvoudige miniaturisatie, eenvoudige seriële/parallelle integratie en het vermogen om te werken zonder scheidingsmembranen. Verder, vlakke geometrie heeft een extreem korte ionendiffusieroute, die wordt toegeschreven aan de volledige integratie van gedrukte elektronica op een enkel substraat. Ook, om zich te ontdoen van de veiligheidsproblemen veroorzaakt door de ontvlambare organische elektrolyt, de waterige elektrolyt, gekenmerkt door intrinsieke niet-ontvlambaarheid, hoge ionische geleidbaarheid, en niet-toxiciteit, is een veelbelovende kandidaat voor grootschalige draagbare en flexibele MB-toepassingen. Als gevolg, verschillende printtechnieken zijn gebruikt voor het vervaardigen van vlakke waterige MB's. "Vooral, zeefdruk kan het precieze patroonontwerp effectief regelen met instelbare reologie van de inkten, en is veelbelovend voor grootschalige toepassing, " zei de auteur.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het in Peking gevestigde Nationale wetenschappelijke recensie , Zhong-Shuai Wu aan het Dalian Instituut voor Chemische Fysica, Chinese Wetenschapsacademie, geconstrueerde waterige oplaadbare vlakke Zn/MnO ₂ batterijen door toepasbare en kosteneffectieve zeefdrukstrategie. "De vlakke Zn/MnO ₂ micro-batterijen, vrij van scheidingstekens, werden vervaardigd door de zinkinkt als anode en γ-MnO2-inkt als kathode direct af te drukken, hoogwaardige grafeeninkt als metaalvrije stroomafnemers, werken in milieuvriendelijke neutrale waterige elektrolyten van 2 M ZnSO ₄ en 0,5 M MnSO ₄ , " verklaarde de auteur. Diverse vormen van Zn/MnO ₂ MB's werden gefabriceerd op verschillende substraten, wat de mogelijke wijdverbreide toepassingen impliceert.

De vlakke afscheidervrije Zn/MnO ₂ MB's, getest in neutrale waterige elektrolyt, leveren een hoge volumetrische capaciteit van 19,3 mAh/cm3 (overeenkomend met 393 mAh/g), bij 7,5 mA/cm3, en opmerkelijke volumetrische energiedichtheid van 17,3 mWh/cm3, beter presteren dan lithium-dunne-filmbatterijen ( <=10 mWh/cm3). Bovendien, De Zn/MnO ₂ vlakke MB's presenteren lange termijn cyclusbaarheid, met een hoge capaciteitsretentie van 83,9% na 1300 keer bij 5 C, superieur aan gestapeld Zn/MnO ₂ MB's gemeld. Ook, Zn/MnO ₂ vlakke MB's vertonen uitzonderlijke flexibiliteit zonder waarneembaar capaciteitsverval onder ernstige vervorming, en opmerkelijke seriële en parallelle integratie van het construeren van bipolaire cellen met hoogspannings- en capaciteitsoutput.

Dit bevredigende resultaat zal tal van intrigerende mogelijkheden openen in verschillende toepassingen van intelligente, gedrukte en geminiaturiseerde elektronica. Ook, dit werk zal wetenschappers die werkzaam zijn in nanotechnologie inspireren, scheikunde, materiaalkunde en energieopslag, en kan een aanzienlijke impact hebben op zowel de toekomstige technologische ontwikkeling van planaire microschaal energieopslagapparaten als het onderzoek naar op grafeen gebaseerde materialen.