织物基超级电容器的多维纳米结构设计及性能研究进展

李 明，李增庆，王冰心，曲丽君，田明伟

(1.青岛大学，山东 青岛，266071；2.青岛起初智能科技有限公司，山东 青岛，266071；3.潍坊佳诚数码材料有限公司，山东潍坊，262400)

随着智能纺织研究的深入，柔性可穿戴电子设备的需求极大地刺激了柔性储能系统的发展[1-3]。织物基超级电容器(SCs)因具有柔性、比容量高以及可与纺织材料无缝集成等优势，成为柔性储能设备的研究热点之一。近年来，研究人员提出了多种织物基超级电容器的性能增强策略，并将其应用于可穿戴电子设备领域。

活性材料的多维纳米结构设计是超级电容器性能增强的有效方法，通过电化学沉积法[4]、化学气相沉积法[5]、原位合成[6]等方法，实现了活性材料的纳米化及多元化，如纳米线、纳米棒、纳米片、纳米花、纳米球等，显著修饰了活性材料的表面结构。更重要的是，电化学活性材料的纳米化和多元化使其在电化学反应中具有更高的电荷积聚和离子扩散的比表面积，可产生更多的电化学活性位点和更高的电容性能，从而显著提高电化学储能性能[7，8]。实践证明，具有多维纳米结构的活性材料在柔性电池和超级电容器的应用中表现出优越的性能。

织物材料由于具有高度的柔软性、极大的延伸性以及优良的服用舒适性，成为智能储能纺织品的潜在候选材料之一。传统的机织、针织纺织品通常具有结构紧密、形状规整等特点，严重阻碍了电荷与离子在电化学反应过程中的反应速率。加大织物基材的表面积、设计织物基材的多维结构成为织物基超级电容器性能增强的有效策略。……