随着人们对可穿戴电子产品和便携式电子产品需求的增加，设计具有高安全性、优异的电化学性能和机械柔韧性的柔性储能装置迫在眉睫。水充电电池，特别是柔性准固态锌离子电池(ZIB)，由于使用金属锌负极具有高理论重量和体积容量、低氧化还原电位(?0.76V)等显著优点而被广泛认为是最有前途的储能装置。然而，枝晶生长和锌金属阳极柔韧性低的问题仍然阻碍了它的实际应用。
来自西北工业大学等单位的研究人员，提出了在碳布(N-VG@CC)上原位生长三维掺氮垂直石墨烯纳米片(N-VG@CC)，以实现均匀的锌成核，从而获得无枝晶和坚固的锌阳极。密度泛函理论计算表明，N-VG中引入的含锌基团通过增强Zn2+离子与碳衬底的相互作用，有效地降低了Zn核的成核过电位，从而实现了Zn核的均匀分布。此外，三维纳米片阵列可以使电场分布均匀，优化了后续的镀锌工艺，实现了高度可逆的镀锌/剥离工艺。因此，与Zn@CC相比，所制备的Zn@N-VG@CC阳极具有更好的整体电化学性能。作为概念验证的应用，高性能的Zn@N-VG@CC电极被成功地用作硬币和柔性准固态ZIB的阳极，MnO2@N-VG@CC(在N-VG@CC上沉积MnO2纳米片)作为阴极。更重要的是，灵活的ZIB表现出令人印象深刻的循环稳定性，300次循环后容量保持80%，以及出色的机械灵活性，这表明它在便携式和可穿戴电子产品方面具有广阔的潜力。相关论文发表在Advanced Functional Materials。