近期，重点实验室石绍宏老师在3D打印水系锌离子电池研究领域取得重要进展，相关工作以“Lightweight Zn-philic 3D-Cu Scaffold for Customizable Zinc Ion Batteries”为题，发表在SCI杂志《Advanced Functional Materials》（中科院1区，IF =19.0）上，入选封面论文及ESI高被引、热点论文。

新兴的可穿戴或植入式电子设备是传感、监测和治疗的强大互动平台，这需要具有可定制尺寸和几何形状的高性能电池。与其他电池系统相比，水系锌离子电池具有优异的生物相容性，不涉及重金属和氟化物等对人体有毒的元素，是最合适的电池系统。然而，其锌枝晶生长和析氢反应会造成电池内部短路、库伦效率低和循环寿命缩短。据此，石绍宏老师团队利用3D打印增材制造技术和化学沉积相结合，开发了一种具有可定制几何形状的轻质三维铜结构，提供了与商业泡沫铜相当的导电性，并减少约 80% 的铜用量，同时采用亲锌石墨烯涂层促进锌在三维铜表面均匀且优先Zn(002)晶面生长，大大抑制了析氢反应。负载锌的三维电极可使对称电池在 10 mA cm-2 下稳定循环 300 小时，比累积容量达到 86.7 Ah g-1，表现出优异循环稳定性、高充电率和轻量化电极特征。全3D打印的袋式全电池（3.6 mAh）在 1 C 下循环 200 次后，仍显示出 91.4% 的容量保持率，充分体现了其在新型电池的适用性。该研究不仅从电池结构设计的自由度还是其性能表现，均为开发轻质集流体和可定制、高能量的水系锌离子电池提供了创新思路。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202312664