纤维状柔性超级电容器的研究进展

随着智能可穿戴设备的快速发展,对柔性能量储存设备提出了更高的要求.纤维状超级电容器具有柔性、轻质、功率密度高、循环寿命长、快速充放电的优势,在可穿戴领域展现出广泛的应用潜力.碳纳米管纤维、石墨烯纤维和碳纤维具有较高的电导率,可以满足超级电容器电导率的要求,被认为是理想的纤维状超级电容器的电极材料.主要综述了碳纳米管纤维、石墨烯纤维和碳纤维基超级电容器的制备方法、电化学性能和纤维状超级电容器的应用,重点介绍了一些国内外代表性的研究工作.最后分析了纤维状超级电容器研究中存在的问题,并对未来的研究方向和发展趋势进行了预测和展望.     

生物质基柔性超级电容器研究进展

随着可穿戴设备的发展及公众环保意识的提升,开发高性能兼绿色经济型的柔性电化学储能器件已成为研究热点。以生物质为前驱体制备性能优异的储能材料,可以显著降低生产成本,实现碳资源的可持续利用,具有极大的发展潜力和实际应用价值。该文根据生物质基柔性超级电容器的组成及构型,依次阐明了柔性超级电容器的电极材料、柔性隔膜和各种组装方式,介绍了柔性超级电容器的电极材料,分析了木基、纤维素凝胶基、纸基以及生物质废料电极材料的特点和优势,阐述了生物质基柔性隔膜研究现状,包括纤维素纸隔膜和生物隔膜;此外,以整体性能和应用领域为依据,介绍了3种不同的柔性超级电容器构型：叠层型（三明治型）、叉指型（微型叉指化）、纤维型（线型）,并对比了不同组装方式的柔性超级电容器在性能上的差异;最后分析了生物质材料用于柔性超级电容器面临的挑战,对柔性器件未来发展方向进行了展望。     

纤维基柔性超级电容器研究进展

介绍了纤维基柔性超级电容器工作原理;详述了不同类型纤维基柔性超级电容器的构成、性能和特点;并展望了纤维基柔性超级电容器未来的研究方向和趋势。根据组装方式的不同,纤维基超级电容器主要可分为并列型、扭转型、缠绕型、同轴型和轧制型。并列型纤维基超级电容器制备简便,但能量存储性能受到限制,兼容性差;扭转型和缠绕型纤维基超级电容器具有较高电极间离子交换效率,操作简便,耐久性相对较差;同轴型纤维基超级电容器制备过程相对复杂,具有较高的电容性能和结构强度;轧制型纤维基超级电容器制备简便,能够提高组装器件的储能性能,但对于制备材料的要求较高。相比其他类型超级电容器,同轴型纤维基超级电容器具有更高的比容量和电化学性能,与织物的结合能力更加优异,将成为制备柔性储能器件和智能纺织品的主要纤维基超级电容器。     

固态柔性超级电容器构筑及其材料的研究进展

传统的超级电容器因柔性差、安全性低等问题无法满足可穿戴电子产品的需求。基于此，固态柔性超级电容器应运而生，以其独特的柔性、延展性和高安全性等特点引起了众多学者的关注。本文首先简要介绍了固态柔性超级电容器的研究意义，总结了其主要的组成结构，并指出二维叉指超级电容器适用于微型电子器件，一维线型超级电容器具有更好的柔性和适应性。然后重点概述了固态柔性超级电容器用电极材料和电解质材料的研究进展，并对其现存问题进行探讨，指出该领域进一步发展的关键技术是如何提高电极的容量性能和循环稳定性以及电解质材料的力学性能、导电性和电化学稳定窗口。     

石墨烯基柔性/可拉伸超级电容器研究进展

随着柔性可穿戴电子设备的发展，与之相匹配的柔性/可拉伸储能器件的市场需求越来越大。柔性/可拉伸超级电容器（FSC）因具有机械性能良好、功率密度高、循环稳定性好和电化学性能稳定等优点而受到广泛关注。作为FSC的核心部件，不同结构的电极将直接影响FSC的整体性能。文章重点概括了石墨烯基电极结构的设计和电极制备对超级电容器的柔性/拉伸性能以及电化学性能的影响。     

基于镍材料的柔性固态超级电容器研究进展

柔性固态超级电容器在可穿戴电子设备的储能领域发挥着重要作用，电极作为关键部件，决定了储能器件的性能。镍基材料具有优越的电化学性能，作为电极材料具有广阔的应用前景。根据化学成分将镍基材料分为若干类，重点介绍了镍基/金属以及镍基/非金属材料柔性固态超级电容器的最新进展。简要总结了镍基材料面临的挑战，并对未来的发展进行了展望。     

基于导电聚合物柔性超级电容器电极材料的研究进展

柔性超级电容器具有灵活性高、充放电速度快、功率密度大、绿色环保、安全性高、成本低等优越性能,在可穿戴电子设备领域具有重要的应用价值。纯导电聚合物电极材料的循环稳定性和电化学性能有限,而导电聚合物复合其他导电材料形成的复合电极能改善其循环稳定性和电化学性能。根据近年来不同导电聚合物基柔性超级电容器电极材料的研究进展,介绍了以导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩)基复合材料作为柔性超级电容器电极材料的制备及其性能研究。     

碳材料在柔性超级电容器中的研究进展

轻便灵活的柔性超级电容器在可穿戴和便携式电子储能装置中有着潜在的应用前景。碳材料因具有优异的柔韧性、良好的导电性和较大的比表面积,通常在柔性超级电容器中发挥着柔性基底和导电活性填料的作用。本文首先综述了双电层、赝电容以及混合型超级电容器的储能机理。其次分别介绍了以碳材料作为柔性基底和导电活性填料的最新研究进展。碳材料作为柔性基底复合赝电容材料时,既可以提供大的比表面积,也可为氧化还原反应提供大量活性位点;而作为其他柔性基底的导电活性填料时,既能够改善赝电容材料稳定性的问题,也为电解质离子提供传输通道。文章最后提出了当下柔性超级电容器电极在力学性能、制备方法和评价标准中面临的相关问题。     

中科院化学所制备柔性可穿戴太阳能电池

<正>柔性可穿戴电子是未来电子元器件发展的热点方向,电源是其重要的组成部分。电源的选择和设计影响未来可穿戴电子的设计与功能。目前,电源对可穿戴电子的户外使用性、大面积贴合性和安全性有较大限制。近年来,金属有机杂化钙钛矿太阳能电池以其优越的光电转换性能而受到广泛关注。基于钙钛矿材料平面结构器件的光电转换效率在短     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。