44 / 2021-10-27 21:53:05

基于离子导体膜的可充电电致变色电池

钛酸锂,电致变色电池,调制幅度,离子导体膜

作为新一代透明电子元件，电致变色电池由于其兼具能量储存和电致变色两种特性，成为了国内外的研究热点。钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）是一种极具潜力的阴极电致变色材料，其制备成薄膜电极（厚度约为500 nm）后有着较高的初始态透过率（大于80%）。在外加电压下，钛酸锂薄膜在可见光和近红外波段都具有较大的调制幅度，充分展示了其优异的光学调制性能。此外，作为一种电池型材料，钛酸锂薄膜具有稳定的循环性能和较高比容量（175 mAhg^-1），优异的储能性能使得其在能量储存器件的构筑也得到了充分的应用。传统的电致变色器件通常为两电极夹电解质层的三明治结构，电解质在较高电压下容易分解影响器件性能，电解质层的漏电流导致器件光学记忆效应降低。此外，较厚的电解质不利于器件的集成化和模块化构筑。基于此，我们首次在电致变色电池中引入超薄离子导体膜（ICF）以优化器件性能，构筑了具有新型结构的超薄钛酸锂基电致变色电池。该电致变色电池在可见光和近红外波段皆展现了较为良好的透过率调制能力。此外，所制备的钛酸锂基电致变色器件着色态具有高达2.7 V的开路电压，褪色过程可用于驱动小型电子器件以达到能量回收利用。另外其着色态具有超过8 h的开路记忆效应，在能源循环利用方面具有重要潜力。本工作构筑的电致变色电池展现出的多功能性为未来智能家居的设计构筑提供了新的理念。