ACS Nano：石墨烯超级电容器

蓬勃发展的便携式电子产品市场对在有限面积内开发具有机械柔性和高功率密度的超级电容器提出了巨大的需求；然而，这仍然不能满足当前厚度受限的夹层设计或具有有限机械特征的面内叉指结构。

近日，清华大学曲良体教授，Huhu Cheng，北京科技大学Yan Li首先设计并构建了一种空间交错超级电容器(SI-SC ),其中石墨烯微电极在三维(3D)空间内逐层反向堆叠。

文章要点

1）由于每个微电极与四个相对的微电极匹配良好，并且所有的3D空间交错微电极都具有保持整个器件中高效离子传输的窄间隙，所以这种SI-SC具有显著的线性电容随器件厚度的增加而增加。

2）结果表明，在厚度为100 μm的器件上，获得了比电容为36.46 mF cm⁻²和5.34 μWh cm⁻²能量密度的高比电容。特别是每一层中的微电极相互交错，确保了SI-SC突出的机械柔性，经过104次弯曲测试后，性能仍保持了98.7%，实现了高面能量密度和有限区域机械柔性的完美结合。

3）此外，SI-SC单元可以很容易地集成到可穿戴电子设备中，为手表、发光二极管(LED)、计算器等提供电源，以满足实际应用。

参考文献

Lifeng Wang, et al, Spatial-Interleaving Graphene Supercapacitor with High Area Energy Density and Mechanical Flexibility, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04989

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04989