APPL SURF SCI：微电容器的新电极材料——石墨烯上沉积CoNi层状双氢氧化物阵列
近年来，随着柔性和可穿戴微电子器件在工业和人类生活中的快速发展，具有重量轻、柔韧性高、体积小等优点的纤维状超级电容器（FSSCs）受到了越来越多的关注。然而，FSSCs的能量密度低以及循环稳定性差的缺点是其在实际应用中存在的阻碍。
近日，北京化工大学的韩景宾教授及相关研究人员通过两步法合成了一种具有良好排列的中空纤维电极：首先在毛细管玻璃管中制备还原氧化石墨烯（RGO）中空纤维，然后在RGO上原位电化学沉积CoNi层状双氢氧化物（LDH）纳米阵列。得到的RGO @ CoNi-LDH纤维电极显示出优异的电化学性能，包括高电容（570mF cm-2）和良好的循环稳定性（2000次循环后保留率为95.3％），以及优异的机械性能和耐磨性能。使用这种中空纤维作为正极，进一步制备了全固态柔性非对称纤维状超级电容器(FSSCs)，其具有高的能量密度（功率密度为0.525mW cm-2时，能量密度为8.89μWh cm-2）以及优异的弯曲耐久性。相关研究结果以“CoNi-layered double hydroxide array on graphene-based fiber as a new electrode material for microsupercapacitor”为题发表在《APPLIED SURFACE SCIENCE》上。
图1 中空RGO @ CoNi-LDH核-壳纤维电极制备的示意图
以中空石墨烯@CoNi层状双氢氧化物纤维状电极为基体，制备了高性能柔性可穿戴微电容器，具有高能量密度，良好的循环稳定性和优异的力学性能。
这种方法制备的FSSCs的能量和功率密度在所报道过的FSSCs中处于最高水平。因此，该工作为高性能微型超级电容器的混合光纤电极的构建提供了一种新方法，在下一代可穿戴电子器件中具有广阔的应用前景。
DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.04.253