近日，深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院蘇磊教授和日本東京大學(xué)工學(xué)院龔偉研究員在Elsevier期刊Nano Energy（影響因子17.6，中科院一區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“Wire-shaped, all-solid-state, high-performance flexible asymmetric supercapacitors based on (Mn,Fe) oxides/reduced graphene oxide/oxidized carbon nanotube fiber hybrid electrodes”的研究論文。醫(yī)學(xué)部碩士生遲貴林為第一作者，蘇磊教授、龔偉研究員為共同通訊作者，深圳大學(xué)為第一單位。

隨著柔性電子設(shè)備的快速發(fā)展，如可穿戴設(shè)備、植入式醫(yī)療設(shè)備等，對小型化、輕量化且具有良好機(jī)械耐久性和高能量存儲性能的能量供應(yīng)設(shè)備的需求日益增長。纖維狀柔性超級電容器（SC）的體積小、重量輕、柔性好，可以方便地集成到衣物或皮膚上，而不會對用戶造成不適，從而提高穿戴舒適性。同時，SC具有快速充放電速率、高功率密度和長循環(huán)壽命等特性，結(jié)合其可穿戴特性，可以顯著提升柔性電子設(shè)備的性能和用戶體驗(yàn)。

本工作采用電化學(xué)法在活化碳納米管纖維電極上構(gòu)筑了三維還原氧化石墨烯網(wǎng)絡(luò)，再將二氧化錳電沉積到石墨烯薄片及片層間和碳納米管纖維束內(nèi)，制備了柔性纖維狀正極。再以同樣方式在碳納米管纖維基底上制備了氧化鐵/石墨烯復(fù)合電極，作為負(fù)極，進(jìn)而組裝了準(zhǔn)固態(tài)柔性非對稱超級電容器（ASC），并為其開發(fā)了USB充電器。該準(zhǔn)固態(tài)纖維狀柔性ASC具有59.2 F cm^-3(171 mF cm^-2)的高比電容，和26.7 mWh cm^-3的高能量密度，并具有良好的柔性和長循環(huán)性能。本工作將促進(jìn)Mn、Fe基柔性不對稱超級電容器的技術(shù)發(fā)展，推動其在可穿戴電子設(shè)備及植入式醫(yī)療電子設(shè)備中的應(yīng)用，有助于這些柔性電子設(shè)備減少能量損耗，提高設(shè)備能效。

圖纖維狀柔性不對稱超級電容器組裝示意圖

該研究得到了深圳市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺項目等項目的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108887

（來源 深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部）