超级电容器

在对称超级电容器(双层电极对称SC ( DE-SC ) )中成功地将铝双层电极( DE-Al )作为两个电极，在摩擦电纳米发电机( DE-TENG )中作为一个正电层，目的是利用自相同结构、自供电的柔性器件进行能量转换和存储。简单的水辅助氧化( WAO )工艺和WAO工艺后的金属溅射可以使电极的活性表面积和电导率得到极大的提高，从而提高超级电容器( SC )的电化学性能，特别是这种双层结构的制备工艺耗时少、性价比高。采用循环伏安法( CV )、恒流充放电法( GCD )和电化学阻抗谱( EIS )对所提出的DE-Al进行了系统的电化学测试，并对其表面进行了深入的表征。从这些研究来看，DE-Al与其他结构相比，具有特殊的电化学性能，在聚乙烯醇/磷酸( PVA / H3PO4 )凝胶电解质中用作电极。对制备的SC进行电化学测试，发现其导电性能增强，活性表面积大，性能得到明显改善。采用GCD分析考察了DE-SC的比电容和循环寿命稳定性。此外，还得到了稳定性试验前后( 3500个循环)的EIS曲线，以证明DE-SC的长期耐久性。同样以相同的DE-Al为正电层，聚二甲基硅氧烷( PDMS )为负电层，制备了垂直接触和TENG的分离模式。最后，利用桥式整流器将所制备的SC和TENG成功地结合起来，将机械能转化为电能并存储起来。

在对称超级电容器(双层电极对称SC ( DE-SC ) )中成功地将铝双层电极( DE-Al )作为两个电极，在摩擦电纳米发电机( DE-TENG )中作为一个正电层，目的是利用自相同结构、自供电的柔性器件进行能量转换和存储。简单的水辅助氧化( WAO )工艺和WAO工艺后的金属溅射可以使电极的活性表面积和电导率得到极大的提高，从而提高超级电容器( SC )的电化学性能，特别是这种双层结构的制备工艺耗时少、性价比高。采用循环伏安法( CV )、恒流充放电法( GCD )和电化学阻抗谱( EIS )对所提出的DE-Al进行了系统的电化学测试，并对其表面进行了深入的表征。从这些研究来看，DE-Al与其他结构相比，具有特殊的电化学性能，在聚乙烯醇/磷酸( PVA / H3PO4 )凝胶电解质中用作电极。对制备的SC进行电化学测试，发现其导电性能增强，活性表面积大，性能得到明显改善。采用GCD分析考察了DE-SC的比电容和循环寿命稳定性。此外，还得到了稳定性试验前后( 3500个循环)的EIS曲线，以证明DE-SC的长期耐久性。同样以相同的DE-Al为正电层，聚二甲基硅氧烷( PDMS )为负电层，制备了垂直接触和TENG的分离模式。最后，利用桥式整流器将所制备的SC和TENG成功地结合起来，将机械能转化为电能并存储起来。

摩擦电纳米发电机/超级电容器( TENG- SC )被认为在可穿戴/便携式生物运动能量采集/存储电子方面具有巨大的潜力，但许多TENG因其耐磨性差、构型复杂等特点，几乎无法满足可穿戴电子的需求。设计了一种环剥-编织方法，直接编织聚二甲基硅氧烷/ MnO2纳米线( PDMS / MnO2 NW )包复导电碳布纱线( CCT @ PDMS / MnO2 NW )的柔性PTFE纱线，该纱线可作为可穿戴的TENG纺织品，用于获取生物运动能量。通过改变MnO2 NW的质量负载，调节PDMS / MnO2 NW弹性体的介电常数，获得了优越的发电性能。获得的TENG纺织品可将各种形式的生物运动能量转换为电信号，可获得最大输出电压约380   V，并可轻松点亮200个串接LED。此外，采用TENG编织全固态纱线型非对称超级电容器作为储能单元，具有较高的体积能量密度和优异的循环稳定性。由于整个系统具有柔性的全纱线式结构，SC和TENG可以很容易地织成布料，实现生物运动能量的连续采集和存储，在可穿戴、轻量化、舒适的连续生物运动能量采集/存储装置和多功能压力传感等方面显示出极大的方便和巨大的应用前景。

最近，人们对三维( 3D )多孔泡沫进行了研究，但在纳米级的比表面积和可伸展性方面还需要进一步的提高，以用于电子和能源的应用。本文报道了一种在三维聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物泡沫内部的压杆表面形成量身定制的起皱结构的一般策略。通过氧等离子体处理在3D泡沫的支柱上产生可控的皱纹，在单轴预拉伸的3D PDMS泡沫上形成PDMS的双层表面，随后发生松弛。经等离子体处理1 h，预拉伸40 %后，起皱的3D泡沫与原始的3D PDMS泡沫相比，比表面积和拉伸性能分别提高了60 %和75 %以上。为了证明其在性能上的适用性，皱纹的3D泡沫上涂复导电材料制备超级电容器。由此得到的超级电容器表现出更高的储能容量( 8.3倍)，在高达50 %的拉伸下很好地保持了储能容量。