（a）支架的有效表面積增加使得鍍的鋰更加均勻。

（b）復(fù)合材料中的彎曲應(yīng)力能通過可彎曲的支架材料極大地被分散掉。即使會產(chǎn)生微小的折痕/裂紋，它們也不易擴(kuò)散，因?yàn)橄旅娴闹Ъ懿牧媳Ｗo(hù)著剩余的鋰。

（c,d）電極分別為純鋰和r-GO/Li復(fù)合材料，電解質(zhì)為1M LiTFSI-DME/DOL的對稱鋰金屬紐扣電池在無彎曲和彎曲條件下的電鍍/剝離電壓圖。

(e,f) 電極分別為純鋰和r-GO/Li復(fù)合材料，電解質(zhì)為1M LiTFSI-TEGDME的對稱鋰金屬紐扣電池在無彎曲和彎曲條件下的電鍍/剝離電壓圖。

（g）使用r-GO/Li復(fù)合材料作電極，經(jīng)過不同過程后鋰表面的SEM圖像。不同的過程分別是初始階段、循環(huán)后、循環(huán)再彎曲后、彎曲后、彎曲再循環(huán)后以及彎曲條件下的循環(huán)后。所測的是使用1M LiTFSI-TEGDME 電解質(zhì)的對稱鋰金屬紐扣電池。圖像表明了r-GO/Li電極表面更加均勻，在不同測試條件下都沒有明顯的突起。

圖3  可彎曲鋰硫電池

（a）可彎曲鋰硫電池圖示。

（b,c,d）S-CNT陰極的照片、SEM圖像和X射線能譜元素圖像。

（e）電極為純鋰和r-GO/Li的CR2032型鋰硫電池的照片和循環(huán)性能。

（f）彎曲180°條件下，電極為純鋰和r-GO/Li的軟包鋰硫電池（7 cm × 5 cm）的照片和循環(huán)性能。

（g，h）SEM圖像表明了，彎曲條件下循環(huán)后的純鋰負(fù)極有嚴(yán)重的枝晶生長，并且被多硫化物嚴(yán)重污染。相比之下，r-GO/Li電極表面在循環(huán)后更加均勻，SEI膜和Li2Sn也更少。

（i）彎曲條件下循環(huán)后的陽極的紅外吸收光譜表明了，r-GO/Li陽極的被污染程度比純鋰的更小。

圖4  可彎曲的集成太陽能電池—電池系統(tǒng)和串聯(lián)疊層電池

（a，b）彎曲鋰硫電池和鋰氧電池連接發(fā)光二極管的供電線路的照片。

（c）可彎曲集成太陽能電池-鋰硫電池系統(tǒng)在不同電流密度下的充放電曲線。插圖是集成設(shè)備的照片。

（d）串聯(lián)鋰硫電池組的充放電曲線，插圖是串聯(lián)電池組的符號和照片。

【總結(jié)】

文章介紹了用r-GO做支架材料制備的鋰金屬電極具有耐彎曲性能，可用于柔性鋰金屬電池中。在r-GO/Li陽極中，鋰枝晶的生長被明顯抑制,即使在彎曲條件下也能實(shí)現(xiàn)。另外，r-GO層也可以通過促進(jìn)電鍍鋰的均勻化以及把鋰限制在支架材料中來減少鋰的損失。彎曲條件下，在鋰金屬中嵌入柔性r-GO層能幫助消除彎曲應(yīng)力、減緩缺陷的擴(kuò)散以及彎曲過程中裂紋的產(chǎn)生。這種復(fù)合材料負(fù)極能夠顯著提升電化學(xué)電鍍/剝離過程中的循環(huán)壽命，也能極大提升耐彎曲程度。使用這種陽極使得高性能鋰硫電池和鋰氧電池的構(gòu)建成為可能，也能輕易地和柔性太陽能電池兼容，從而實(shí)現(xiàn)可彎曲的集成太陽能電池—電池系統(tǒng)。