提高用于柔性便携式电子器件的超级电容器的电容量和能量密度是其面临的主要挑战。具有高质量负载的活性电子材料的厚电极可实现高面电容；然而，负载越高，其机械刚度和离子扩散阻力越高，进而阻碍了柔性超级电容器的发展。

近日，美国圣路易斯华盛顿大学Julio M. D’Arcy报道了一种化学策略，采用这种策略可使得具有分级电极结构的器件具有极高面电容和出色的柔性。

文章要点

1）利用α-Fe₂O₃颗粒作为氧化剂前体用于控制来自气相的导电聚合物聚(3,4-ethylenedioxythiophene)（PEDOT）的氧化自由基聚合。在单体蒸汽暴露之前用α-Fe₂O₃颗粒浸渍碳布，从而获得最先进的柔性纳米纤维PEDOT超级电容器，其具有高面电容（两电极为2243 mF/cm²，三电极为6210 mF/cm²）和高面能量密度（412 μWh/cm²）。

2）这种用于涂覆柔性基底的一步工艺方法克服了在赝电容电极中高质量负载活性材料所引起的机械刚性。同时，电极的夹层结构提供了自由体积，而纳米纤维涂层则减轻了机械变形，同时最大限度地提高了电荷存储和电容量。

这项工作表明，相比于比溶液工艺，固态工艺是获得高负载量电活性材料和具有优异电容的柔性电化学电容器的一种更好的策略。

参考文献

Hongmin Wang, et al, Solid-State Precursor Impregnation for Enhanced Capacitance in Hierarchical Flexible Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Supercapacitors, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c01887

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01887