“古为今用:纸张的春天”—–纸基电极在柔性储能器件中的应用

纸张,一种发明于中国古代2000多年前的柔性产品,一直以来都被用于信息记录使用。但从上世纪60年代开始,它被作为基板运用于各类柔性电子器件中,包括显示器,传感器,晶体管,射频器件,发电机,发光二极管等,并逐步发展为一门学科:纸基电子学。近来,纸张因其具有良好的柔韧性,重量轻,价格低廉,环境友好,并且还可以重复使用的优点,被认为是一类非常有前景的电极材料,开始广泛运用于各类柔性储能器件中。

Untitled针对这一新兴的领域,美国加州大学圣克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)Yat Li(李轶)教授课题组总结了近些年来纸基材料的制备方法以及作为电极在柔性储能器件,包括柔性超级电容器,柔性锂离子电池,柔性锂硫电池以及柔性锂氧电池中的应用。纸基电极根据其基体材料的不同,可分为纸支撑电极和类纸基电极。纸支撑电极是将纤维素基的纸张作为支撑基板来沉积各种电化学活性材料并实现能源存储。类纸基电极是将各种电化学活性材料制备成为自支撑的薄膜,使之具有与纸张类似的柔韧性并可直接作为电极应用于储能器件中。类纸基电极又可根据其组成材料的不同,分为石墨烯基类纸基电极,碳纳米管基类纸基电极,碳纤维基类纸基电极,以及无碳型类纸基电极。该综述详细总结和对比了各种不同类型的纸基电极的结构特点和研究进展。此外,该综述还讨论了纸基电极未来发展的机遇和挑战,对这一方向的未来发展给出了一些建议,对于从事纸基柔性器件相关研究的工作者将会有一定的指导意义。相关工作发表在Advanced Science上(DOI: 10.1002/advs.201700107)。

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