Supercapacitors have the superb ability to capture and store energy. Researchers can use different materials and fabrication methods to make them flexible, thin and appropriate for use in wearable or implantable electronics, like smart watches or pacemake
超级电容器具有超强的捕获和存储能量的能力。研究人员可以使用不同的材料和制造方法，使其变得灵活、薄，适合用于可穿戴或植入式电子产品，如智能手表或起搏器，但这些方法往往复杂而昂贵。然而，现在，中国吉林大学的一个团队开发了一种一体式粘合电极，解决了先进的柔性2D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《多金属氧化物》杂志上发表了他们的发现
通讯作者、中国吉林大学教授Wen Li表示：“柔性2D超级电容器通常具有复杂耗时的制造过程和较差的机械耐久性。”。“在这项研究中，我们创造了一种新型的一体式粘合电极，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2D超级电容器通常是三明治堆叠结构或2D平面结构。在反复的机械变形下，电极和电解质之间的界面可能会发生位移，从而降低界面接触的有效性
李说：“然而，电极和电解质层之间不匹配的体应变通常会在重复的机械变形过程中导致不可避免的界面位移和分层，从而导致电极与电解质层之间的界面接触电阻显著增加。”“因此，充电/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，用于高压输出的串联集成柔性超级电容器器件仍然依赖于大量的导电金属线，这在很大程度上限制了其在实际应用中的灵活性、变形容限和小型化。”
为了解决界面问题并消除金属线，研究人员将HPA与氨基酸和碳材料相结合，构建了一种同时具有电子传导、氧化还原性能、机械变形和粘附性的一体式湿粘合剂。杂多酸（HPAs）是一类具有快速可逆氧化还原活性的无机纳米团簇，使超级电容器能够快速可靠地充放电。
氨基酸有助于HPAs变得更灵活，而碳材料有助于电子传导。他们以平行的方式将所得的湿粘合剂图案化以形成柔性电极。在通过注入凝胶电解质桥接平行电极之间的间隙后，它们可以方便地创建柔性2D超级电容器
李说：“我们发现碳组分改善了电子传导；氨基酸的化学性质有助于界面粘附；HPA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。”“由此产生的粘合剂是自适应和可变形的材料，有助于开发具有无金属互连的高电压输出柔性2D超级电容器。”
研究人员表示，他们将尝试创建独立于衬底的微型柔性2D超级电容器，用于开发植入式功率设备
其他贡献者有穆传玲和杜张蕾；两个学生都和李一起在吉林大学学习