柔性鋰離子電池由于具有高能量密度等優點，在柔性電子設備領域具有廣闊的應用前景。柔性鋰離子電池設計開發的關鍵不僅在于柔性電極的設計，更對整體電池器件的力學和電化學性能提出了更高的要求。傳統柔性電極中，柔性基底材料的低容量貢獻以及柔性基底與活性物質之間的弱相互作用都會導致整體電極材料的比容量偏低，進而影響電池器件的能量密度。此外，傳統的柔性基底（如鋼網、鈦片等）在整體電極中質量占比遠高于活性物質，會進一步限制器件的整體比容量和能量密度。

為了解決這一問題，設計開發具有高活性的柔性基底、同時具有高比重活性物質的柔性電極材料被認為是一種有效的解決途徑。目前已有的研究人員報道合成了一系列質輕且具有柔性的碳納米管基、石墨烯基電極材料，但這類材料仍然受限于穩定的機械性能。研究發現，碳布經過表面改性和刻蝕之后可以降低材料的比重、提升材料的電導率、增加更多有效的活性位點，同時不影響其機械穩定性。因此，這類改性后的碳布在柔性電極材料領域具有廣闊的應用前景。但如何將其他高活性物質（如過渡金屬氧化物、氮化物、硫化物等）材料通過強相互作用力與其復合、提升材料的比容量仍然面臨著一些挑戰。

近日，中山大學的童葉翔教授和廣州大學的劉兆清研究員在設計柔性鋰離子電池負極材料上取得了突破，以表面刻蝕剝離處理的碳布作為基底（CC@EC），水熱法生長NiCo2O4(NCO)納米線陣列。該材料應用于鋰離子電池負極時表現出優異的儲鋰性能。作者通過DFT計算發現，NCO與CC@EC具有強相互電子作用，在鋰離子傳輸過程中具有更低的反應能壘。此外，作者進一步通過原位拉曼光譜闡明了CC@EC基底對電極材料儲鋰性能提升的貢獻。在此基礎上，他們獲得了高載量下高能量密度（314Wh/kg）的全柔性鋰離子電池（總重量為281mg），其具有出色的柔韌性和良好的儲能性能，為未來的便攜能源開啟了新的方向。

這一成果近期已發表在EnergyEnviron.Sci.上，文章的第一作者為中山大學的博士后Muhammad-SadeeqBalogun和博士研究生楊皓。