超级电容器具有捕获和存储能量的超强能力。研究人员可以使用不同的材料和制造方法，使它们变得柔性、薄，适合用于可穿戴或植入式电子产品，如智能手表或心脏起搏器，但这些方法往往复杂且成本高昂。然而，现在，中国吉林大学的一个团队开发了一种多合一的粘性电极，解决了推进柔性二维超级电容器面临的主要问题之一——使组件协同工作。

     他们于 2024 年 3 月 29 日在 Polyoxometalates 上发表了他们的研究结果。

  “柔性2D超级电容器通常具有复杂且耗时的制造程序和较差的机械耐久性，”通讯作者，中国吉林大学教授温 Li说。“在这项研究中，我们创造了一种新型的一体化粘性电极，它不仅可以简化制造过程，还可以克服传统超级电容器的界面位移。

      柔性二维超级电容器通常为夹层堆叠结构或二维扁平结构。在反复的机械变形下，电极和电解质之间的界面会发生位移，使界面接触效果降低。

   “然而，电极和电解质层之间的不匹配体积应变通常会导致反复机械变形过程中不可避免的界面位移和分层，导致电极和电解质层之间的界面接触电阻显着增加，”李说。

   “结果，充放电速率严重降低，储能性能和稳定性受到抑制。更令人沮丧的是，用于高压输出的集成柔性超级电容器器件仍然依赖于大量导电金属线，这在很大程度上限制了它们在实际应用中的灵活性、可变形容限和小型化。

      氨基酸帮助HPA变得更加灵活，而碳材料则有助于电子传导。他们以平行的方式对所得湿胶进行图案化，以形成柔性电极。通过注入凝胶电解质弥合并联电极之间的间隙后，它们可以方便地创建柔性二维超级电容器。

   “我们发现碳成分改善了电子传导;氨基酸的化学性质有助于界面粘附;HPA团簇既阻止了更大结构的形成，又赋予了电极电子转移和存储能力，“李说。

   “由此产生的粘合剂是自适应和可变形的材料，有助于开发用于无金属互连的高压输出的柔性二维超级电容器。”

     研究人员表示，他们将尝试创建独立于基板的微型柔性2D超级电容器，用于开发植入式功率器件。

其他贡献者包括Chuanling Mu和Zhanglei Du;两位学生都与李一起在吉林大学学习。