近日，鄭州大學(xué)侯寶華副教授、邵國勝教授和陳衛(wèi)華教授在高活性碳布電極領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。碳布由于具有機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，是最常用于構(gòu)建柔性電極的柔性基底材料。但目前商品碳布的制備成本極高、重量/體積大且電化學(xué)活性極差，嚴(yán)重影響了柔性儲能器件的能量/功率密度，阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。由于目前對高活性碳布電極還缺乏針對性研究，設(shè)計(jì)構(gòu)筑低成本、高活性的柔性碳布電極面臨巨大挑戰(zhàn)。

針對以上關(guān)鍵問題，該工作以低成本、可再生的棉布為唯一原料，通過針對性的策略，成功設(shè)計(jì)構(gòu)筑了具有高儲能活性的多孔碳布（PCC）正極和硬碳碳布（HCC）負(fù)極。在鈉離子電容器（SIC）體系中，它們均實(shí)現(xiàn)了高可逆容量、出色的倍率性能及超長的循環(huán)壽命。同時，作者還利用PCC正極、HCC負(fù)極和棉布隔膜成功組裝了全編織結(jié)構(gòu)的柔性全布鈉離子電容器（ACSIC），其在彎曲和裁剪條件下也能提供穩(wěn)定的能量輸出。該工作提出的針對性設(shè)計(jì)策略及開展的構(gòu)效關(guān)系和儲能機(jī)理研究為開發(fā)具有低成本、高活性的碳布電極奠定了理論基礎(chǔ)。

相關(guān)成果以“Targeted Design Strategies for Highly Activated Carbon Cloth Cathode/Anode to Construct Flexible and Cuttable Sodium Ion Capacitors with All-Woven-Structure”為題發(fā)表在了材料學(xué)科國際頂級期刊《Energy & Environmental Science》上。王鶯鶯副研究員為第一作者，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河南省面上基金、博士后特別資助和博士后面上等基金的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1039/D4EE02578D

高活性碳布電極的設(shè)計(jì)策略及柔性可裁剪鈉離子電容器的構(gòu)筑