柔性纤维结构超级电容器研究进展

为了提高电源器件与人体高曲率表面的适配性,电源器件突破平板结构的限制,衍生出了柔性纤维结构。柔性纤维超级电容器具有高功率密度、超长循环寿命和柔性舒适等特点有望成为最具前景的柔性可穿戴电源之一。因此,本文主要介绍了碳材料、过渡金属氧化物以及复合材料三种功能材料对柔性纤维超级电容器结构和性能的影响。每种材料凭借自身独特的性质在柔性纤维超级电容器器件中发挥着重要作用,并助力可穿戴电源器件的发展。     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。     

纤维状柔性超级电容器的研究进展

随着智能可穿戴设备的快速发展,对柔性能量储存设备提出了更高的要求.纤维状超级电容器具有柔性、轻质、功率密度高、循环寿命长、快速充放电的优势,在可穿戴领域展现出广泛的应用潜力.碳纳米管纤维、石墨烯纤维和碳纤维具有较高的电导率,可以满足超级电容器电导率的要求,被认为是理想的纤维状超级电容器的电极材料.主要综述了碳纳米管纤维、石墨烯纤维和碳纤维基超级电容器的制备方法、电化学性能和纤维状超级电容器的应用,重点介绍了一些国内外代表性的研究工作.最后分析了纤维状超级电容器研究中存在的问题,并对未来的研究方向和发展趋势进行了预测和展望.     

碳材料在柔性超级电容器中的研究进展

轻便灵活的柔性超级电容器在可穿戴和便携式电子储能装置中有着潜在的应用前景。碳材料因具有优异的柔韧性、良好的导电性和较大的比表面积,通常在柔性超级电容器中发挥着柔性基底和导电活性填料的作用。本文首先综述了双电层、赝电容以及混合型超级电容器的储能机理。其次分别介绍了以碳材料作为柔性基底和导电活性填料的最新研究进展。碳材料作为柔性基底复合赝电容材料时,既可以提供大的比表面积,也可为氧化还原反应提供大量活性位点;而作为其他柔性基底的导电活性填料时,既能够改善赝电容材料稳定性的问题,也为电解质离子提供传输通道。文章最后提出了当下柔性超级电容器电极在力学性能、制备方法和评价标准中面临的相关问题。     

超级电容器用碳基电极材料的研究进展

随着人们对能源和环境可持续发展的要求不断提高,开发以超级电容器为代表的高性能、低成本、无污染的新型绿色储能装置受到人们广泛关注.碳基材料以其特有的优势成为超级电容器电极材料研究的重点,主要介绍了以活性炭、碳纳米管、石墨烯、杂原子掺杂碳材料为代表的碳基电极材料应用于超级电容器的情况,并对其前景进行了展望.     

石墨烯基柔性/可拉伸超级电容器研究进展

随着柔性可穿戴电子设备的发展,与之相匹配的柔性/可拉伸储能器件的市场需求越来越大。柔性/可拉伸超级电容器（FSC）因具有机械性能良好、功率密度高、循环稳定性好和电化学性能稳定等优点而受到广泛关注。作为FSC的核心部件,不同结构的电极将直接影响FSC的整体性能。文章重点概括了石墨烯基电极结构的设计和电极制备对超级电容器的柔性/拉伸性能以及电化学性能的影响。     

基于镍材料的柔性固态超级电容器研究进展

柔性固态超级电容器在可穿戴电子设备的储能领域发挥着重要作用,电极作为关键部件,决定了储能器件的性能。镍基材料具有优越的电化学性能,作为电极材料具有广阔的应用前景。根据化学成分将镍基材料分为若干类,重点介绍了镍基/金属以及镍基/非金属材料柔性固态超级电容器的最新进展。简要总结了镍基材料面临的挑战,并对未来的发展进行了展望。     

二氧化锰基超级电容器研究进展

超级电容器又称电化学电容器,是一种比传统电容器能量密度高,比二次电池功率密度高的新型储能装置。目前被广泛应用于消费电子、交通工具、军事等多个领域。电极材料作为超级电容器的核心部件,决定着整个器件的电化学性能。文章综述了二氧化锰(Mn O2)基超级电容器的研究进展,指出了其未来发展方向。     

柔性固态非对称超级电容器电极材料的研究进展

综述了柔性固态非对称超级电容器关键元器件和材料的研究现状,重点介绍了柔性固态非对称超级电容器体系的材料选择与性能改善方面的研究进展,其中包括碳材料/过渡金属化合物材料和过渡金属氧化物/过渡金属氧化物材料等。同时还综合分析了选择不同材料体系的柔性固态非对称超级电容器结构与性能,并对该领域的发展趋势进行了展望。     

生物质基柔性超级电容器研究进展

随着可穿戴设备的发展及公众环保意识的提升,开发高性能兼绿色经济型的柔性电化学储能器件已成为研究热点。以生物质为前驱体制备性能优异的储能材料,可以显著降低生产成本,实现碳资源的可持续利用,具有极大的发展潜力和实际应用价值。该文介绍了柔性超级电容器的电极材料、柔性隔膜和各种组装方式,分析了木基、纤维素凝胶基、纸基以及生物质废料电极材料的特点和优势,阐述了生物质基柔性隔膜研究现状,包括纤维素纸隔膜和生物隔膜;此外,介绍了叠层型（三明治型）、叉指型（微型叉指化）、纤维型（线型）柔性超级电容器,并对比了不同组装方式的柔性超级电容器在性能上的差异;最后分析了生物质材料用于柔性超级电容器面临的挑战,对柔性器件未来发展方向进行了展望。     

固态柔性超级电容器构筑及其材料的研究进展

传统的超级电容器因柔性差、安全性低等问题无法满足可穿戴电子产品的需求。基于此,固态柔性超级电容器应运而生,以其独特的柔性、延展性和高安全性等特点引起了众多学者的关注。本文首先简要介绍了固态柔性超级电容器的研究意义,总结了其主要的组成结构,并指出二维叉指超级电容器适用于微型电子器件,一维线型超级电容器具有更好的柔性和适应性。然后重点概述了固态柔性超级电容器用电极材料和电解质材料的研究进展,并对其现存问题进行探讨,指出该领域进一步发展的关键技术是如何提高电极的容量性能和循环稳定性以及电解质材料的力学性能、导电性和电化学稳定窗口。     

超级电容器电解质研究进展

简述了近年来国内外超级电容器各种电解质,包括水系、有机体系、离子液体、固态、氧化还原等电解质的最新研究进展以及重要的理论和技术突破,着重对离子液体、水溶液及有机电解质作为超级电容器电解质的性能进行了比较,并对杂质离子的穿梭效应引起的自放电进行了讨论。最后总结指出开发具有低黏度、高电导率和高电化学稳定性的离子液体电解质是将来超级电容器在基础领域中研究的重点,并有望成为有机电解液的替代者。此外离子液体与混合有机溶剂多种成分的优化组合也是电解质的发展趋势。     

纳米结构硫化钴作为超级电容器电极材料的研究进展

纳米结构硫化物因其独特的物理和化学性质,在超级电容器应用中展现出优良的电化学性能。本文以硫化钴多样的纳米形貌、与石墨烯的复合材料以及在导电基底上的直接生长为主线,综述了近年来国内外关于超级电容器以硫化钴作为电极材料的研究进展。归纳总结了硫化钴纳米结构的制备方法及其提高电化学性能的原理。与石墨烯的复合以及在导电基底上的直接生长则有利于结构稳定和电子传输,进而提高了倍率性能和循环稳定性。最后指出,硫化钴纳米中空结构的设计、修饰,与石墨烯的复合方式,对导电基底的预处理方式和开发纳米结构导电基底以及为商业化设计简单高效、价格低廉的大规模生产路线,将是未来研究的重点。     

一维有序聚苯胺纳米阵列在超级电容器中的研究进展

从聚苯胺（polyaniline, PANI）的结构特征和导电机理出发,详细叙述了一维有序PANI纳米阵列的优点及各种制备方法,指出了PANI纳米阵列作为超级电容器电极材料的优势。根据电极材料分类,重点综述了PANI阵列结构基与导电高分子材料、碳材料、金属氧化物复合作为超级电容器电极材料的应用情况;讨论了这些电极材料的结构特点、制备方法、提高电化学储能性的机理及上述研究中存在的问题;最后根据存在的问题,提出进一步优化PANI阵列结构基电极材料电化学性能的制备方法与策略,并对未来PANI阵列结构基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

钴酸镍基纳米材料在超级电容器中的研究进展

电极材料是决定超级电容器性能的关键因素。钴酸镍纳米材料因其合成简单,价格低廉,储量丰富且理论比电容较高等优点,成为超级电容器电极材料的研究热点。但钴酸镍纳米材料导电率较低、比表面积较小且电化学稳定性较差等缺点严重影响了其实际应用。本文简单介绍了钴酸镍纳米材料的晶体结构以及其作为超级电容器电极材料时的储能机理,同时结合一些示例归纳总结了钴酸镍基纳米材料的制备方法以及钴酸镍纳米材料的改性研究现状,包括形貌改性、复合改性及引入缺陷。最后指出,钴酸镍基纳米材料的环保且高效的制备方法,通过掺杂或缺陷等方法改善其电化学性能,增大其工作电压窗口以及探索适用于钴酸镍基超级电容器工作的电解液,将是未来研究的重点。     

纳米MOFs及其衍生物在超级电容器中的研究进展

金属有机框架（MOFs）材料因其大的比表面积、可调控的孔道结构和丰富的活性位点引起了国内外学者们的广泛关注。近年来MOFs基材料广泛应用于能量储存与转化领域,但大多数MOFs基材料的低稳定性和低导电性等缺陷限制了其实际应用。通过对MOFs基材料进行改性,如采用共轭度高的有机配体以增加MOFs材料的稳定性,或MOFs衍生物以提高其氧化还原活性位点和导电性,从而达到提高MOFs基电极材料的电化学性能。主要介绍了原始MOFs及其衍生材料如碳材料、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物和金属磷化物等在超级电容器电极材料中的最新研究进展。研究表明,多金属MOFs材料或多金属MOFs衍生物有利于提高电极材料的电化学性能,而导电MOFs材料或MOFs衍生物中的碳材料有利于提高电极材料的导电性。最后对MOFs基电极材料在电化学储能领域中的研究做出了展望,指出MOFs基材料的形貌、组分和导电性是未来研究的发展方向。     

柔性基电磁屏蔽材料的研究进展

本文介绍了电磁屏蔽材料的屏蔽原理、电磁屏蔽损耗材料的类型及性能,总结了柔性基电磁屏蔽材料的制备方法及其研究进展。