纳米晶氧化铁纤维丝电极

五万次循环容量不减

以柔性纤维丝为基底负载纳米晶氧化铁，在准固态凝胶电解质中实现五万次循环后容量保持率超过100%，循环寿命远超现有柔性超级电容器。

Ruyu, Sun · 刘欣 · Nana, Zhang · Xinyu, Gao · Shao, Zhitao · Jiaming, Liu · Zhao, Yunhe · 冯伟

Journal of Energy Storage 2024

具体参数

工作电压

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'} V

体积比电容

{'zh': '3790', 'en': '3790'} mF cm⁻³

库仑效率

{'zh': '99.6', 'en': '99.6'} %

能量密度

{'zh': '3.03', 'en': '3.03'} mWh cm⁻³

容量保持率

{'zh': '100.3', 'en': '100.3'} %

弯曲循环后容量保持率

{'zh': '105.2', 'en': '105.2'} %

技术优势

循环五万次不衰减

纳米晶氧化铁与碳纤维丝的多孔结构协同作用，加上PAM-Li₂SO₄凝胶的空间限域效应，抑制了电极材料的体积变化，因此50000次循环后容量保持率仍达100.3%。

电压平台高

全器件工作电压达到2.4 V，高于大多数水系超级电容器（通常约1 V），有利于提高能量密度和实际供电能力。

弯折万次也不坏

柔性纤维丝电极在10000次弯曲循环后仍保持105.2%的容量，说明其机械柔韧性和电化学稳定性均满足可穿戴要求。

应用场景

• 柔性超级电容器：提供长循环、高电压的柔性储能器件，替代传统刚性或低寿命超级电容器。
• 可穿戴电子设备：柔性纤维电极可编织集成，为可穿戴设备供电且耐受反复弯折。
• 智能储能纺织品：纱线形态可直接织入衣物，实现储能与纺织品一体化。
• 柔性储能电极：碳纤维丝基底提供柔性，纳米晶氧化铁提供高电容，适用于柔性储能系统。