成果简介
高性能超级电容器被广泛研究，但很少有工作关注电极中导电键合网络的优化以提高其电化学性能。本文，四川大学尹波教授团队在《Electrochimica Acta》期刊发表名为“Construction of Three-dimensional Carbon Materials-based Conductive Bonding Network in Flexible Supercapacitor Electrodes”的论文，研究通过真空过滤将合理设计的由一维羧基碳纳米管（CNT-COOH）和二维还原孔状氧化石墨烯（rHGO）组成的三维（3D）导电键合网络引入到多孔碳纳米纤维/超薄二氧化锰纳米片（PCNF/U-MnO2）电极。
CNT-COOH/rHGO网络使电极具有理想的电子传输和离子扩散特性，因为它在三维结构、导电性和电解质润湿性方面具有优势，这促进了PCNF/U-MnO2活性材料的有效使用。因此，在带有CNT-COOH/rHGO网络的电极中，PCNF/U-MnO2显示出比传统的用PTFE和乙炔黑制造的电极更好的电容性能。
此外，CNT-COOH/rHGO网络有利于PCNF/U-MnO2电极的结构稳定，即使在4500次循环后也能获得87%的电容保持率。然后，组装了一个由PCNF/U-MnO2阴极和N、B掺杂的PCNFs阳极组成的不对称超级电容器，使用LiCl/PVA水凝胶作为电解质表现出良好的灵活性，在540.8W kg-1的功率密度下具有45 Wh kg-1的高能量密度。CNT-COOH/rHGO网络的构建策略可以成为有利于高性能超级电容器制备的有效和有前途的方法。本工作中提出的CNT-COOH/rHGO三维碳材料的环保和易于扩展的策略将是一种有前途的方法，用于制备具有粉末活性材料的柔性超级电容器中的导电键合网络。
图文导读
方案1. PCNF/U-MnO2柔性电极的制备示意图
图1. PCNF/U-MnO2混合体的形态和元素组成
图2、以rHGO/CNT-COOH为导电粘合剂的PCNF/U-MnO2电极（07HGO13CNT-COOH）的SEM图像及其示意图
图3. (a) 不同扫描速率下的CV曲线。(b）GCD曲线，（c）不同电流密度下的比电容和相应的速率能力。(d) 07HGO13CNT-COOH电极在20A g-1的循环性能。
图4。在双电极系统中，以1M Na2SO4为水电解质的PCNF/U-MnO2//N，B-PCNFs ASC器件的电化学性能
图5。（a）PCNF/U-MnO2//N，b-PCNF全固态ASC器件的平坦和弯曲模式的比电容和（b）100 mV s−1下的CV曲线的比较。（c） 该工作中的含水和全固态（包括平模式和弯曲模式）ASC装置的Ragone图
小结
综上所述，本文开发了一种有效的、通用的、合理的碳材料基导电键合网络（CNT-COOH/rHGO）的构建策略，该策略被用于制备柔性PCNF/U-MnO2电极。采用简单的制备方法设计CNT-COOH/rHGO网络为构建超级电容器电极的导电键合网络提供了新的思路，该研究适合于柔性电极的制备，具有广阔的应用前景。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2022.141751