具有低曲折度，優(yōu)異的機械柔韌性，高光學透明性和出色的導電性的分層結(jié)構(gòu)材料，是開發(fā)柔性透明超級電容電極用于電子和顯示器創(chuàng)新應用的關(guān)鍵。在這里，采用CVD法來制備受葉骨架啟發(fā)的網(wǎng)狀電極，其中碳納米結(jié)構(gòu)作為3D海綿的芯、基于石墨烯的薄膜作為保護/導電殼。網(wǎng)絡(luò)電極在Na
2SO
4水溶液中顯示出85-88%的透光率，約1.8Ω/sq的薄層電阻和7.06mF cm
-2的面電容（三電極電池中電流密度為0.78mA cm
-2）?；赑VA/H
3PO
4凝膠和網(wǎng)絡(luò)電極的柔性透明對稱超級電容器，具有約1.6V的穩(wěn)定工作電壓，0.068μWh cm
-2和47.08μW cm
-2的能量和功率密度，在約80%的光學透明性下， 30,000個彎曲釋放周期內(nèi)無電容損耗。
Fig. 1柔性透明LSMCS電極的特性。（a）顯示出高度的光學透明性的電極照片。（b-e）在不同放大倍數(shù)下電極的SEM頂視圖。（f）電極導管的橫截面SEM圖顯示出核-殼結(jié)構(gòu)。（g–i）用f圖所示的導管獲得的Ni，C和Fe元素的EDX映射。
Fig. 2 TEM表征LSMCS電極的殼和芯組件。（a,b）從電極中提取的石墨烯殼的TEM圖像顯示出石墨層狀結(jié)構(gòu)。（c,d）海綿碳核的TEM圖，包括相互連接的碳納米顆粒和皺折的石墨納米片。（e,f）碳納米顆粒的高倍TEM圖。
Fig. 3 LSMCS電極的電化學性能。（a）電極在不同電位窗口下的CV曲線。（b,c）在10到2000mVs
-1的各種掃描速率下，電極在1.6V電位窗口下的CV曲線。（d）在各種電流密度下電極的恒電流充放電曲線。（e）區(qū)域電容與掃描速率的關(guān)系。（f）電極的奈奎斯特圖
Fig. 4 基于LSMCS電極的柔性透明固態(tài)SCs。（a）柔性透明SC裝置在彎曲狀態(tài)下的典型照片；插圖顯示SC處于平坦狀態(tài)。（b）在不同工作電壓下，掃描速率為500mV s
-1的CV曲線。（c,d）在不同掃描速率和電流密度下，工作電壓為1.6V時的CV和GCD曲線。（e）區(qū)域電容與掃描速率的關(guān)系。（f）兩個SC器件分別，并聯(lián)和串聯(lián)時，掃描速率為500mV s
-1的CV曲線和（g）66.0µA cm
-2的電流密度下的GCD曲線。（h）在各種彎曲角度下設(shè)備的CV曲線。（i）SC在搖擺，彎曲和釋放狀態(tài)下的循環(huán)穩(wěn)定性。
Fig. 5 各種透明SC器件的能量和功率密度。基于LSMCS電極的水、固態(tài)SC器件的Ragone圖以及與其他透明器件的比較。
相關(guān)研究成果于2019年由清華大學材料科學與工程系Nyan-Hwa Tai課題組，發(fā)表在Communications Chemistry（https://doi.org/10.1038/s42004-019-0238-9）上。原文：Bioinspired networks consisting of spongy carbon wrapped by graphene sheath for ?exible transparent supercapacitors
