成果简介
平面微型超级电容器（MSCs）作为可穿戴电子设备的储能元件，在灵活性、小型化和集成化方面具有巨大优势。然而，MSCs的制备过程相当繁琐。一种简单、快速、有效的制备 MSCs 的技术仍然是人们非常需要的。鉴于聚酰亚胺 (PI) 薄膜的形成原理，本文南京邮电大学赵江副教授、徐荣青教授团队在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“NiO Nanoparticles Anchored on N-Doped Laser-Induced Graphene for Flexible Planar Micro-Supercapacitors”的论文，研究提出了一种快速高效的激光直写技术，用于原位制备锚定在N掺杂激光诱导石墨烯 (NiO/NLIG) 复合电极上的NiO纳米颗粒。随后组装成高性能柔性平面MSC。
组装后的 NiO/NLIG MSCs 可以实现 25.11 mF cm –2的显着面积比电容，1.88 mW h cm –2的卓越能量密度在 0.02 mW cm -2的高功率密度下，具有出色的弯曲性和良好的循环性能。此外，由于激光直写的一致性和稳定性优势，所提出的具有一致性和稳定性的高性能平面 NiO/NLIG MSCs 可以轻松模块化和集成以提供定制需求，是最有前途的关键微功率储能元件。用于柔性集成电子产品。
图文导读
图1. 柔性平面NiO/NLIG MSC制备过程示意图。
图2. 制备的 NiO/NLIG 复合电极的形态特征
图3. (a) LIG 和 NiO/NLIG 电极的拉曼光谱。NiO/NLIG复合电极的（b）全范围、（c）C1s、（d）N1s、（e）Ni 2p和（f）O1s的XPS光谱。
图4. 组装后的 NiO/NLIG-1: x MSC的电化学性能。
图5. (a,b) 组装后的 NiO/NLIG MSC 在不同弯曲状态下分别在50 mV s –1和 0.20mA cm–2下的CV和GCD曲线。(c) 组装后的 NiO/NLIG MSC 在不同弯曲度下的电容保持率。(d) 组装后的 NiO/NLIG MSC在0.20 mA cm –2下5000次循环的循环稳定性。(e) 组装后的 NiO/NLIG MSC与先前报道的平面MSC的Ragone图。
图6. (a-d) CV 曲线和分别以不同数量串联和并联集成的 NiO/NLIG MSCs 的 GCD 曲线。(e) 由四个串联的 NiO/NLIG MSC 供电的绿色 LED。（f）串并联（S5×P5）叉指MSC的结构图。(g) 用于在不同弯曲状态下驱动绿色 LED 的柔性叉指串并联组装 NiO/NLIG MSC (S5 × P5) 的数字图片。
小结
总之，通过方便高效的激光直写技术成功制备高性能柔性平面NiO/NLIG MSCs 。得益于高质量的NLIG和赝电容NiO纳米颗粒，组装后的柔性 NiO/NLIG MSCs 表现出优异的电化学特性。此外，基于相同且稳定的 NiO/NLIG MSC，这种高性能平面MSC易于集成和模块化，可提供定制化需求，有望在不久的将来持续为柔性可穿戴设备供电。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.2c02434
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