【摘 要】
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可拉伸的线形超级电容器有望成为可穿戴电子产品的能量供应单元。然而,如何同时实现高能量密度、大延伸率、稳定的电化学输出、优良的集成能力和可洗性等目标对于可拉伸线形超级电容器来说仍然面临着巨大的挑战。为了实现上述目标,本文提出了一种“岛桥状”（RIB）的结构设计,用于制造新型可拉伸线形微型超级电容器阵列（WSS-MSCA）。通过卷起的MXene//CNTs@PPy非对称微型超级电容器（MSC）阵列作为
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可拉伸的线形超级电容器有望成为可穿戴电子产品的能量供应单元。然而,如何同时实现高能量密度、大延伸率、稳定的电化学输出、优良的集成能力和可洗性等目标对于可拉伸线形超级电容器来说仍然面临着巨大的挑战。为了实现上述目标,本文提出了一种“岛桥状”（RIB）的结构设计,用于制造新型可拉伸线形微型超级电容器阵列（WSS-MSCA）。通过卷起的MXene//CNTs@PPy非对称微型超级电容器（MSC）阵列作为活性“岛”,又将通过丝网印刷半液态金属（LM）得到的可拉伸导电“桥”将活性“岛”互联。最终得到的WSS-MSCA可以提供最大为29.45 mF cm-1/26.80 mF cm-2的线/面电容。同时在极端的变形下,如拉伸到100%、弯曲180°、扭曲360°的情况下,也能保证优秀的电化学输出。另一方面,由于非对称超级电容器的电位窗口可以达到1.4V,所以WSS-MSCA也获得了高达7.94μWh cm-1/7.22μWh cm-2的线/面能量密度。更值得注意的是,独特的RIB电极布局保证了MSC阵列出色的集成能力,通过LM“桥”方便的串联/并联,实现了电压/电流的按需输出,确保了器件整体电化学性能出色的可调节性。此外,模块化的RIB结构结合防水且弹性的硅胶的封装,不出所料的使WSS-MSCA具有优秀的机械稳定性和可洗性。电化学输出的稳定性和可靠性,极好的变形性、可洗性,加上出色的集成能力和合适的长度,使WSS-MSCA有望成为可穿戴电子的微电源。
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