由表面张力驱动的高堆积密度碳纳米带薄膜，具有超高的体积电容

《Energy & Environmental Science》：Surface-tension-induced high packing density carbon nanoribbon films with ultrahigh volumetric capacitance

表面张力策略消除碳电极空心孔，形成自压缩纳米带结构，体积收缩96.9%，弹性模量提升6倍，电导率提高11倍，在5V/s高功率下仍保持0.68F/cm2面电容，器件能量密度达18.9Wh/L，并成功制备50F柔性超级电容器。

　　

对于超快响应的超级电容器而言，典型的多孔碳电极很难同时具备高体积电容（Cv）和高面积电容（Ca），尤其是在高电流密度下，这是因为孔隙利用率较低。本文采用了一种基于表面张力的方法来制备高密度碳电极，通过消除内部的空洞结构，实现了最大的致密化并提升了离子传输效率。具体而言，这些中空纳米纤维被转化为自压缩的纳米带，其体积缩小了96.9%，弹性模量提高了六倍，电子导电性提高了十一倍。因此，这些碳纳米带在水性电解质中的体积电容（142 F cm^-3）远超过了现有最先进的活性炭（62 F cm^-3）和石墨烯薄膜（41 F cm^-3）。在高达5 V s^-1的极高通电流下，厚度为200微米的纳米带薄膜仍能保持0.68 F cm^-2的面积电容。在有机电解质中制成的完整器件能够提供高达18.9 Wh L^-1的体积能量，这是商用超级电容器（5–8 Wh L^-1）及其他前沿材料的两倍多。此外，还制造了50 F容量的软包装超级电容器，以展示其在实际应用中的多功能性。