九互联的微型超级电容器照片(左)与高度折叠状态的微型超级电容器(右)。图片来源：肖等。版权归美国化学学会所有。
微型超级电容器最有希望成为便携式和可穿戴电子产品的微型电源之一，它们可以被做的很薄、很轻、高度灵活和具有高功率密度。然而，通常情况下，制造这些设备需要设计复杂的技术，往往需要高压、辐照等多项步骤。
在一项新的研究中，研究人员已经开发出来了一种简单的“一步成型”法，用于制造微型超级电容器，并且该元件最终表现出了很好的整体性能，包括高功率密度(1500 mW/cm3)以及高的能量密度(11.6 mWh/cm3)，它至少是同类超级电容器的两倍。
中科院韩晓等研究人员，已经将此成果发表在最近的ACS Nano上。
中国科学院大连国家清洁能源实验室的吴忠帅向世界科技新闻研究资讯网的记者说道：“我们已经开发出了一种通用的、简单有效的方法来制造我们所设计形状的高能微型超级电容器。”
制备新的微型超级电容器的关键步骤是将纳米磷灰石与纳米石墨烯夹层结合，电容器良好的性能在很大程度上归功于这两种材料的协同合作。不同的材料具有互补作用，磷灰石提供了高的储存容量而且可以阻止石墨烯产生不需要的堆砌；另外，石墨烯形成主要骨架，并且提供给一个高速电子的传输网络。
在其他性能特征上，超级电容器表现出了很好的灵活性，研究人员将其归因于分层结构和器件的几何平面。超级电容器还具有高电容性能，在经历2000个循环后，其最大容量保持在近90%。一般来说，简单的制作过程有助于提高器件的性能，因为简单的步骤避免了在多步处理过程中经常发生的污染和氧化。
正如研究人员解释的，小型储能装置在各种领域上的应用将会有很大潜力的。
吴说道：“微型超级电容器非常有可能为芯片提供能量。最近，可穿戴智能电子设备的出现，迫切需要高的灵活以及多功能的集成式储能装置。总之，在精密仪器、材料、生物医药等众多领域上，新型微型超级电容器总能够跟上高科技微型计算机的快速发展步伐。
研究人员预计，未来新型制造工艺可以很容易的扩大并最终用于商业目的。它们还计划研究其他材料和技术来开发新型微型储能系统。
吴还说到：“我们正在不断研究开发各种超薄、结构性的石墨烯和二维材料，安全的高压电解质和灵活、智能、集成的微型储能装置系统器件的制造技术，如高性能微型超级电容器。”
原文来自：phys，由材料科技在线团队翻译整理。
