7月25日，自然(Nature)旗下期刊《科学报告》(Scientific Reports)刊发我室纳米表征与纳米器件中心在固态柔性超级电容方面的最新研究成果。此篇题为《基于聚吡洛－二氧化锰－碳纤维复合结构的固态高性能柔性超级电容器》(Solid-State High Performance Flexible Supercapacitors Based on Polypyrrole- MnO2-Carbon Fiber Hybrid Structure)的论文（DOI: 10.1038/srep02286），由高义华教授带领的课题组完成。

近年来，柔性电子器件如柔性显示屏、电子皮肤、可穿戴智能电子器件等成为新的研发热点并有广阔的市场空间。然而，全柔性电子器件的实现，必须要突破柔性储能元件的瓶颈。固态超级电容器具有使用安全、功率密度高、快速充放电、循环寿命长等优点，作为储能元件，在全柔性电子装置中有着广泛的应用前景。

着眼于高性能固态柔性超级电容器研究工作的重要意义，该课题组开展了基于聚吡洛－二氧化锰－碳纤维复合结构的固态柔性超级电容器的研究。在高义华教授、青年教师刘逆霜博士的共同指导下，博士生陶家友及硕士生马文真等人在约8微米粗的碳纤维上生长出均匀的二氧化锰多孔纳米片；采用原位生长的方法，在二氧化锰纳米片外面包裹一层有机导电材料聚吡洛；选用凝胶电解质，将两根复合材料纤维组装在普通的保鲜膜上，制备出固态柔性超级电容器。测试表明，器件的体积电容达到69.3 F/cm³。这种柔性超级电容器组成的能量存储单元成功驱动了商用小型液晶屏(LCD)。

该研究工作揭示了纳米结构的二氧化锰在酸性电解质中容易被腐蚀，并给出了直接的证据和解决此问题的办法。巧妙地通过有机导电材料的包覆，既解决了活性材料二氧化锰的抗腐蚀问题，保证其电化学性能的充分发挥，又增加了电化学过程中电子、离子的传输通道，进一步提高了器件的电容性能。这种原位生长导电包覆层的方法，对于有机－无机复合材料在超级电容器中的应用，有重要的参考价值。

该工作得到了973项目(No. 2011CB933300), 国家自然科学基金 (Nos. 11204093, 11074082) 和华中科技大学校基金(Nos. 2012QN114, 2013TS033)的支持。 文章链接如下:

http://60.10.59.134/nature/production/SREP-13-01914-fd7cf6e6-30c7-4dbb-ba13-bb5d112093d2.pdf

(a) 电容器的结构及应用示意图。

(b) 二氧化锰纳米片在酸性电解质中被腐蚀的电镜图。

(c) 器件的柔性展示。

(d) 器件成功驱动LCD。