随着人们对环境友好型超级电容器的兴趣与日俱增，发高效、低成本、可靠、可持续和无害环境的能源存储系统势在必行。尽管电池是目前领先的储能技术，但在过去的几十年里，具有储能特性的电化学电容器的应用一直在大幅增加。迄今为止，人们已经研究了各种各样的超电容储能材料。与现有的无机聚合物相比，导电聚合物具有制备简单、尺寸、形貌和表面化学可控、导电性可调、柔韧性高以及成本低等优点。然而，导电聚合物的一个不足是其充电容量相对较低。

近日，加州大学洛杉矶分校Richard B. Kaner，伊朗塔比阿特莫达勒斯大学Mir F. Mousavi报道了开发了一种简便的一步电沉积方法来制备基于聚苯胺和磺化木质素（木质素磺酸盐，LS）互穿网络的新型纳米复合材料，并作为一种优良的超电容材料。通过优化电合成条件，研究人员实现了聚苯胺-木质素磺酸盐纳米结构的智能化，大大改善了离子传输路径和电子转移网络，使其具有较高的赝电容量和优异的倍率性能。

文章要点

1）在适当调节成核动力学和生长行为的基础上，通过施加一系列合理设计的电势脉冲模式，获得了均匀的PANI-LS薄膜。基于快速的H⁺脱/嵌动力学，而不是缓慢的SO₄²⁻掺杂/去掺杂过程，PANI-LS纳米复合材料在1 A g⁻¹下的比容为1200 F g⁻¹，超过了已知的最好的导电聚合物-木质素超级电容器。

2）开发的对称全固态柔性PANI-LS||PANI-LS器件不仅提供了高比能量（278.5 W kg⁻¹时为21.2 W h kg⁻¹），同时还具有出色的比功率（14.5 W h k g⁻¹时为26.0 kW kg⁻¹），此外，在聚乙烯醇-In-H2SO4凝胶电解质中还表现出优异的电容保持率（在10.0 A g⁻¹下进行15000次充放电循环后，容量为初始容量的87%）。

这种全固态原型器件的出色柔性进一步揭示了该设计作为一种有前途的架构的潜在实用性，可用于开发用于非柔性电子应用的高性能、最先进的无金属和对环境无害的超级电容器。

参考文献

Neda Dianat, et al, Polyaniline-Lignin Interpenetrating Network for Supercapacitive Energy Storage, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02843

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02843