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  平面微型超級電容器因其較高的功率密度、快速的充放電過程、長壽命、小尺寸及良好的柔韌性等優(yōu)勢，在柔性可穿戴電子產(chǎn)品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。作為平面微型超級電容器的關(guān)鍵組成部分，叉指狀電極結(jié)構(gòu)對器件性能影響很大。為了設(shè)計制備理想的叉指狀電極，人們開發(fā)了一系列方法，包括光刻、真空沉積、激光燒蝕及熱壓印等。盡管這些方法具有各自的優(yōu)勢，但是工藝復雜、成本高而且不利于大規(guī)模生產(chǎn)。另外，常用的電極材料較低的比面積及離子擴散效率導致了微型電容器較低的比電容。

  針對上述問題，南京郵電大學黃維院士團隊賴文勇教授課題組發(fā)展了一種印刷制備高性能柔性微型超級電容器的有效策略，通過噴墨印刷結(jié)合電化學沉積工藝制備了多孔納米纖維狀MnO₂/Ag電極并進一步組裝形成高性能柔性平面微型超級電容器。

圖1. 微型超級電容器工藝流程示意圖

  得益于疏松多孔的納米纖維狀電極結(jié)構(gòu)，微型超級電容器的面積電容顯著增加至46.6mF cm^-2，處于微型電容器面積比電容前列。該微型超級電容器還表現(xiàn)出優(yōu)異的力學柔韌性，其在 180°高度對折1000次后，電容保持率仍高達86.8％。由于噴墨印刷具有杰出的圖案化能力，因此可以簡便直接地實現(xiàn)微型超級電容器的串并聯(lián)，從而大大提高器件的電化學性能，以更好地滿足實際應(yīng)用的需求。另外，與傳統(tǒng)的工藝方法相比，簡便的噴墨印刷結(jié)合一步電化學沉積工藝成功簡化了工藝過程、降低了成本，在批量化制備高性能微型超級電容器具有重要的應(yīng)用潛力。

圖2. (a) 微型超電容不同電流密度下比電容及庫倫效率；(b) 柔性測試；(c) 串聯(lián)結(jié)構(gòu)GCD曲線；(d) 并聯(lián)結(jié)構(gòu)GCD曲線

  賴文勇教授課題組主要從事光電功能高分子、柔性電子、印刷電子等方向的科學研究工作，取得了一系列成果 (Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 3229; Adv. Mater., 2018, 30, 1704738; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1705955; Adv. Mater. 2016, 28, 5242; J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 13754; J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 10493; Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 5181; Adv. Mater. 2015, 27, 3349)。本工作是在前期工作基礎(chǔ)之上取得的新進展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Small，通訊作者是賴文勇教授，第一作者是程濤博士。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201901830