柔性对称超级电容器（FSS）以其优越的柔性、高功率密度和良好的循环稳定性在储能和转换领域受到了广泛的关注。FSS器件通常由一层固体电解质层和两层电极层组成，可以根据各种工作机制实现储能、响应电刺激，甚至可以检测外界的应力或应变变化。FSS设备的上述多功能有望在可穿戴电源和人工智能的实际应用中发挥重要作用。

有鉴于此，美国哥伦比亚大学陈曦教授和Chao Lu等人，综述了FSS设备的最新进展，涉及从基础材料工程到实际可穿戴应用的几个关键方面。

本文要点

1）首先描述了用于FSS系统的柔性固体电解质和电极的先进功能材料。设计了几种具有优异机械性能的高离子导电性水凝胶和离子凝胶电解质，用于快速稳定的离子迁移动力学研究。为实现FSS器件的多功能性，提出了一些具有高电荷存储容量，有效的机电转换和灵敏的离子响应的高性能电极材料。在此基础上，对设备中界面的性能进行了分析，并给出了稳定界面的构建策略。然后，总结了FSS设备的柔性和可穿戴应用，包括高能量密度电源，柔性和电激励致动器以及可穿戴和敏感传感器。这些功能是通过优化器件尺寸、控制离子迁移动力学和开发先进材料来实现的，并详细介绍了相应的器件工作机理。最后展望了FSS器件的长期发展和未来研究方向。

2）柔性对称超级电容器在可穿戴电源和人工智能领域的应用与材料科学和工程特别是纳米材料和智能结构设计的快速发展密切相关，其多功能是关键材料的合理设计、器件尺寸的优化和活性离子种类选择性的结果。

3）目前，纳米材料和纳米科学的兴起为进一步提高FSS器件的性能并最终实现其在可穿戴领域的应用提供了巨大的机遇。这些具有智能多功能的可穿戴FSS设备将极大地促进下一代柔性人工智能电子产品的发展。

总之，该工作有望对FSS器件的发展起到巨大的推动作用，并且设计思路将会加速其他柔性、可穿戴电化学能源器件的开发。

参考文献：

Chao Lu et al. Latest Advances in Flexible Symmetric Supercapacitors: From Material Engineering to Wearable Applications. Acc. Chem. Res., 2020.

DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00205

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00205