纳米纸及其在储能器件中的研究进展

刘皓月，刘 忠，惠岚峰

（中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室，天津市制浆造纸重点实验室，天津科技大学造纸学院，天津300457）

以纳米纤维素为原料，仿照传统纸张成形原理制成的具有一定透明度的薄膜材料，被称为纳米纸[1]。与传统纸张相比，纳米纸具有优异的性能，如光透明性、低密度、低膨胀系数、高结晶度、高力学强度等，这些特性使其在储能器件中展现出极大的应用潜力。本文介绍了纳米纸的结构和制备方法，分析了其在热稳定性、力学、光学等方面的表现，综述了纳米纸在能源存储器件中的应用研究和发展趋势。

1 纳米纸的制备

纳米纸的实验制备主要有4 种方法：真空抽滤法[2]、压榨抽滤法[3]、铸涂法[4]和喷雾沉积法[5]。 目前，纳米纸的制备主要在实验室中进行，尚未进入工厂生产阶段，文中所述应用皆为实验探索阶段的应用。在4 种制备方法中，真空抽滤法是实验室制备纳米纸最常用的方法。Henriksson 等[6]将质量分数为0.2%的纳米纤维素溶液，通过真空过滤得到纳米纤维素湿凝胶，再将湿凝胶置入55 ℃的真空条件下干燥48 h 得到成形的纳米纸。由于纳米纤维素具有极高的亲水性，使得纳米纸在制备过程中存在滤水困难、时间耗费较长的问题，这大大降低了纳米纸的制备效率。

为解决上述问题，科研人员不断改进纳米纸的制备工艺和设备条件。Sehaqui 等[2]利用半自动纸页成形器将纳米纤维素湿凝胶在93 ℃、7 MPa 的条件下烘干，使纳米纸的制备时间缩短至1 h。Miao 等[7]利用挤压成形法，将纳米纸的成形干燥过程缩短至15 min。……