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这种灵活、可堆叠且完全活跃的厚电极采用可扩展的3D拓扑编织结构,实现了超连续的电子/离子传输
《Advanced Materials》:Flexible, Stackable, and Fully Active Thick Electrode with Scalable 3D Topology Braid Structure Enables Supercontinuous Electron/Ion Transport
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月06日 来源:Advanced Materials 26.8
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柔性碳布电极通过棉布改性实现超连续电子离子传输和3D拓扑堆叠结构,在1A g-1电流密度下获得1530 mA h cm-2超高比容量,并成功组装为4.9V锂电,弯曲切割下仍保持稳定输出,揭示了电荷机制与结构活性关系。
厚电极的设计对于实现高能量/功率密度的储能至关重要。然而,通过成本效益高的方法设计出具有超连续电子/离子传输通道的完全活性厚电极仍然是一个巨大的挑战。本文提出了一种用于锂离子电容器(LICs)的柔性、可堆叠且完全活性的全微孔碳布(FMCC)阴极制备方法。这种全微孔结构在保持自支撑特性的同时,实现了较大的比表面积。双向编织的中空纤维束结构使得离子/电子传输更加高效。值得注意的是,FMCC可以灵活地堆叠多层,形成三维拓扑网络结构,从而实现高性能的厚电极设计。因此,五层FMCC在1 A g?1的电流密度下仍能提供高达1.53 mA h cm?2的超高面积比容量,其质量比容量几乎与单层FMCC相当。此外,基于这种厚电极设计的碳布阴极/阳极组装的锂离子电容器(LIC)实现了优异的能量/功率密度。由于其独特的电极结构,这种柔性LIC即使在弯曲或切割条件下也能提供稳定的功率输出。此外,本文还详细揭示了FMCC的充放电机制及其结构与活性之间的关系,为设计柔性、完全活性的厚电极提供了有益的参考。