4月15日電(周慧吳蘭)合肥工業(yè)大學(xué)15日消息，該校化學(xué)與化工學(xué)院從懷萍教授課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏教授研究團(tuán)隊(duì)合作，成功研發(fā)了新型超級(jí)可伸縮電容器，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了在充放電過(guò)程中的實(shí)時(shí)自修復(fù)。

該成果近日線發(fā)表在國(guó)際著名期刊《先進(jìn)材料》上。據(jù)介紹，研究結(jié)果為研發(fā)智能柔性能源存儲(chǔ)器件提供了新的途徑，有望推動(dòng)未來(lái)柔性、可穿戴電子器件的發(fā)展。

可伸縮超級(jí)電容器具有高機(jī)械柔性，能夠在彎曲和拉伸等復(fù)雜機(jī)械形變時(shí)依然保持結(jié)構(gòu)完整性和高導(dǎo)電性，可作為新型可穿戴電子器件和柔性仿生器件的儲(chǔ)能器件。而自修復(fù)性能對(duì)于電容器在發(fā)生機(jī)械損傷時(shí)自動(dòng)修復(fù)其結(jié)構(gòu)而保持原有導(dǎo)電性和電化學(xué)性能尤為重要。然而，由于缺少有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和完整的器件構(gòu)型，目前的可伸縮超級(jí)電容器機(jī)械形變能力有限，且電容器電極層與電解質(zhì)層間易產(chǎn)生錯(cuò)位，嚴(yán)重降低了器件容量和穩(wěn)定性，嚴(yán)重制約了柔性超級(jí)電容器的實(shí)際應(yīng)用。

針對(duì)這一難題，科研人員創(chuàng)新性地在單體引發(fā)聚合過(guò)程中引入動(dòng)態(tài)金屬配位鍵，成功研發(fā)了具有優(yōu)異伸縮性能和光學(xué)、電學(xué)多重刺激響應(yīng)修復(fù)性能的納米復(fù)合水凝膠電極和電解質(zhì)。通過(guò)進(jìn)一步在凝膠電極上化學(xué)焊接銀納米線薄膜作為集流體，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了利用各層間豐富的金屬-硫配位作用，化學(xué)鍵合構(gòu)筑具有整體構(gòu)型的超級(jí)電容器。

研究證明，這一新型超級(jí)電容器具有卓越的柔性和可修復(fù)超級(jí)電容器性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這一新型電容器的面電容值高達(dá)885mF/cm2，拉伸應(yīng)變可達(dá)原長(zhǎng)的8倍。同時(shí)，基于電極和電解質(zhì)優(yōu)異的本征彈性和自修復(fù)性能以及一體化器件構(gòu)型設(shè)計(jì)，該電容器具備了快速的光自修復(fù)能力和高效的電學(xué)實(shí)時(shí)自修復(fù)能力。