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  柔性可穿戴式及便攜式電子器件，要求驅(qū)動(dòng)其工作的供能器件不僅能提供足夠的功率密度及能量密度，還需具有良好的柔韌性。為實(shí)現(xiàn)高性能的可穿戴超級(jí)電容器，急需探索一種具有高多孔性、高導(dǎo)電性和良好力學(xué)穩(wěn)定性的柔性電極。

  南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)院學(xué)院首次以復(fù)合雙金屬硫化物為設(shè)計(jì)思路，采用低成本的普通纖維布為原料，通過物理鍍銀的方式制得柔性基體（可推廣到所有纖維布）；在納米銀的誘發(fā)成核作用下，通過控制硫化反應(yīng)獲得了FeCo2S4-NiCo2S4納米管構(gòu)建多腳架陣列的新型電極材料。該柔性電極避免了其它非活性添加劑，由于復(fù)合硫化物組分間的協(xié)同效應(yīng)、多腳架結(jié)構(gòu)的多孔性和力學(xué)穩(wěn)定性以及銀鍍層賦予的高導(dǎo)電性和強(qiáng)界面結(jié)合力，在5 mA cm-2電流密度下比電容達(dá)1519 F g-1，均高于相同條件下單一雙金屬硫化物的比電容，經(jīng)過5000次充放電循環(huán)后，比電容保持率高達(dá)95.1%；在40 mA cm-2高電流密度下比電容仍可達(dá)到1297 F g-1。研究人員使用固態(tài)凝膠電解質(zhì)作為隔膜，組裝得到了對(duì)稱型全固態(tài)柔性超級(jí)電容器。在功率密度1070 W Kg-1下能量密度達(dá)到46 Wh Kg-1；在10 mA cm-2電流密度下，循環(huán)3000次后器件的電容保持率為92%。

  為了展示潛在應(yīng)用性，研究人員將串聯(lián)后的固態(tài)電容器制成手環(huán)型的柔性器件，成功為智能手機(jī)充電。手環(huán)型超級(jí)電容器可以戴在手腕上，即便直接接觸皮膚，也不會(huì)對(duì)身體造成傷害。


  該項(xiàng)成果以“Wearable High-Performance Supercapacitors Based on Silver-Sputtered Textiles with FeCo2S4-NiCo2S4 Composite Nanotube-Built Multi-tripod Architectures as Advanced Flexible Electrodes”為題發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》上（Advanced Energy Materials 2016, 1601234），現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)院學(xué)院碩士研究生朱健為第一作者，唐少春副教授和孟祥康教授為通訊作者。該項(xiàng)研究得到了科技部973計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/aenm.201601234/abstract