静电纺柔性超级电容器电极材料的研究进展

江志威１，刘呈坤１，吴红２，毛雪１ 西安工程大学纺织科学与工程学院；2. 陕西省纺织科学研究院）

摘要：柔性超级电容器具有充放电速度快、功率密度高和能量密度高等优点，已成为智能可穿戴设备的理想供能器件。其中，优异的电化学性能和良好的柔韧性是供能器件追求的关键性能指标，而电极材料是其中的核心部分。电极材料的制备方法有沉积法、纺丝法、喷涂法、涂覆法和3D打印等，其中，纺丝法中的静电纺丝技术工艺简单、纤维形貌可控性强，且制备的纤维比表面积大、孔隙率高、柔性好，经过碳化处理后，不需要粘结剂就可直接作为超级电容器的电极材料。本文综述了近年来常规和新型静电纺柔性电极材料在超级电容器领域应用的最新研究进展，并对其进行了分类，对比了不同种类电极材料的制备方法和后处理工艺。据文献资料报道，基于静电纺纳米纤维膜碳化处理后的电极材料具有大的比表面积和含碳率，通过后处理优化材料的孔结构或者在表面负载金属氧化物，都可以很好地提升其电化学性能，实现其使用效能。除了前驱体原料外，纳米纤维的形貌、预氧化和碳化温度、升温速率，以及通过活化等后处理形成的孔结构等因素都会对电极材料的柔性产生极大影响。本文通过对电极材料的分类、对新材料的介绍，为研究人员开发和使用新材料提供一个方向。此外，本文对提升电极材料电化学性能的诸多方法以及电极材料产生柔性的原因进行了总结，可以为研究人员开发新型高效的柔性超级电容器提供帮助。

关键词：静电纺丝；纳米纤维；电极材料；柔性；超级电容器