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Small:柔性可穿戴超级电容器的最新进展

近年来,随着电子技术的快速发展,电子传感器、柔性显示器、健康监护仪等可穿戴式电子设备受到极大的关注,并取得了飞速的发展。为了实现完全灵活和可穿戴的电子器件,目前最大的挑战就是与之相适应的轻、薄且柔性的便携型储能器件。因此为了适应下一代柔性电子设备的发展,柔性储能器件成为了近几年的研究热点。超级电容器也称为电化学电容器,通过离子吸附或氧化还原反应来储存能量,可以安全快速地充电/放电,并且以低成本十分容易的进行组装。灵活耐用的超级电容器具有高稳定性、低成本、快速充放电、体积小、效率高、机械性能好等特点,受到广泛关注。然而,柔性可穿戴超级电容器的开发还面临着一系列科学和技术上的难题。首先,作为超级电容器的主要组成部分-电极,电极既要有优良的电化学性能,又要具有一定的机械强度来满足柔性这一需求;另外,为了实现柔性超级电容器在柔性电子器件上的应用,组装方式上和电解液选择上还需多方面的考虑。


Small:柔性可穿戴超级电容器的最新进展


近期,香港城市大学支春义课题组总结了近年来发展的具有优越性能的超级电容器的最新代表性技术、成果和活性电极材料,为设计电极和改进电解质性能提供了全面的知识。在其工作机理的基础上,介绍了碳基材料,金属基材料和导电聚合物等电极材料,重点介绍了其性能优化方法。根据电极材料讨论了设计和制备纤维状和片状柔性超级电容器的最新研究成果和进展,研究了优化电化学性能以及力学性能的方法和思路,特别指出了关于在变形时具有高柔性和高储能能力的弹性纤维状超级电容器的分类和最新成果。此外,还展示了器件组装策略和固体/凝胶领域的最新进展。最后,针对优化电化学性能的有效的解决方法以及开发可穿戴超级电容器的实用性方面的一些方向进行了探究和展望。


相关文章在线发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201701827)上。



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