导电载体和活性材料之间以及相邻活性材料之间的电荷转移是确定各种电极在能量收集，转换和/或存储中的性能的最关键因素之一。特别地，当使用导电和/或电化学活性纳米颗粒（NP）制备能量电极时，覆盖NP表面的大块有机材料（即，配体或聚合物粘合剂）严重限制了电极内的电荷转移，从而限制了能量存储或转化效率。此外，电极的柔韧性和机械稳定性已被认为是柔性/可穿戴能源应用的重要评估指标。在这方面，大量的研究指向控制界面结构以提高电荷转移效率，并且将功能材料结合到柔性/多孔载体中。

有鉴于此，佐治亚理工学院Seung Woo Lee和高丽大学Jinhan Cho等人，综述了用于能量收集、转换和存储的柔性电极的主要进展，以及设计高性能电极所面临的挑战。特别是，分析了层-层组装(LbL)，这是一种能够对各种电极材料的界面结构进行微调的超薄膜制造技术。说明了如何有效地将LbL组装应用于能量电极，以获得所需的功能，并提高电极的电荷转移效率。

本文要点

1）研究发现先进能源材料是实现人类生活便利和繁荣的最有价值的正在进行的工作之一。然而，在没有适当的电极结构设计的情况下，获得材料的理论性能是困难的，而这个问题的核心是有效设计发生大量电/电化学事件的所有电极组件之间的界面。特别是，在能源应用中使用纳米材料提供了许多有吸引力的优势，如极大的活性表面积，对机械变形的出色耐受性以及可调节的电极结构（即孔隙率和/或表面形态），从而带来了更好的输出性能。

2）但同时，这也意味着增加各组分(即活性材料和/或衬底)之间的界面，这会增加接触电阻(内阻)，导致电化学稳定性问题。特别是，由于活性纳米材料表面吸附了大量的绝缘聚合物物种(即聚合物粘合剂、表面活性剂和长脂肪链的有机配体)，电极的内阻会更加显著。

3）因此，为了获得可靠的输出性能，需要通过适当的界面设计，包括配体调制，来精心调整电极中相邻组分材料之间的间隔距离（用于降低内部电阻）和界面相互作用。此外，为了实现高性能柔性/可穿戴能量电极，必须解决有源层和导体(或主电极)之间的机械性能不匹配的问题。

参考文献：

Yongmin Ko et al. Interfacial Design and Assembly for Flexible Energy Electrodes with Highly Efficient Energy Harvesting, Conversion, and Storage. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202002969

https://doi.org/10.1002/aenm.202002969