SCMs|原位沉积多层集成水凝胶用于可变形拉伸超级电容器

因其固有的机械弹性和离子电导率，水凝胶体系极大地促进了柔性储能设备的发展。然而，对于水凝胶装置而言，在剧烈的机械变形下实现稳定的能量存储仍然是一个挑战。

近日，南京工业大学董晓臣教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过在离子结合水凝胶电解质的两侧原位沉积聚苯胺/氧化石墨烯(PANI/GO)纳米复合材料，组装一体化集成超级电容器(AISC)，简化了器件组装过程，并避免了水凝胶储能器件在机械变形过程中多层结构的置换和分离；同时，离子添加剂水凝胶电解质表现出较强的粘附性、柔韧性以及高离子电导率，确保了AISC优异的比电容和倍率性能。

其在0.2 mA cm⁻²电流密度下比电容为222.8 mF cm⁻² ，在3.2 mA cm⁻² 电流密度下比电容为151.7 mF cm⁻²，电容保持率为68.1%。器件在120.0 μW cm⁻²的功率密度下，能量密度达到44.6 μW h cm⁻²。

图1 PANI/GO-GELE AISC的(a)储能机理和电化学性能(b-f)。

此外，在弯曲、压缩和拉伸的变形下可以获得稳定的能量存储，串联组装的AISC可以为LED灯供电。

该工作在改善超级电容器机械性能的同时进一步提高了其电学性能，为构建新型柔性超级电容器提供了一种新策略。

文章信息

Ren, Y., Sun, C., Liu, Y. et al. In situ deposited multilayer integrated hydrogels for deformable and stretchable supercapacitors. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1763-4

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