实用高负载柔性电极实现超高电容与长寿命的电池-超级电容器混合器件

本研究针对经济可降解柔性电极在工业标准质量负载(>10 mg cm?2)下的设计难题，通过化学镀与电沉积技术开发出基于实验室滤纸的柔性电极。NiFeP@Ni/NiB-FP电极(17 mg cm?2)经电化学活化获得37.5 F cm?2的超高面积电容，展现卓越倍率性能(30 mA cm?2下保持90.6%)和超稳定循环特性(1329小时后仍维持37.4 F cm?2)，成功驱动多类电子设备，彰显其在柔性储能领域的应用潜力。

　　

通过结合化学镀与电沉积技术，研究人员成功将实验室滤纸(FP)转化为柔性可降解电极。首先通过化学镀镍硼层(Ni/NiB-FP)实现滤纸导电化，随后通过电沉积法负载高质量(4.5-17 mg cm^?2)镍铁磷化物(NiFeP)活性材料，构建出NiFeP@Ni/NiB-FP柔性电极体系。该电极在电化学活化过程中发生表面重构，作为电池型电极在5 mA cm^?2电流密度下展现出37.5 F cm^?2的超高面积电容（对应18.75 C cm^?2和2220 F g^?1比电容），同时具有优异的倍率性能（30 mA cm^?2下保持90.6%容量）和超长循环稳定性（连续运行1329小时≈55天后仍维持37.4 F cm^?2）。研究进一步演示了四串联柔性纸基电池-超级电容器混合(BSH)单元组，可实现6V稳定工作电压，成功驱动50个LED（1.6V/个）阵列、微型风扇、数字计算器及人体温度测量仪等多元电子设备，凸显了其在柔性电子设备能源供应领域的广泛应用前景。