利用高导电性的氮化钛纳米线作为聚苯胺的生长基质，有效减少电极材料的电荷传输电阻，提升聚苯胺的超级电容储能性能。以碳纤维作为柔性基底，采用晶种辅助水热结合电化学聚合法制备了柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料(PANI/TiN)，电极材料呈现高度有序的同轴核壳纳米线结构，且纳米线之间彼此分离，有利于电解液离子的传输，提升储能性能。电流密度为1 A/g时，比电容为403 F/g；电流密度从0.5 A/g增加到10.0 A/g时，比电容保持率为初始容量的53.4%，电流密度为5 A/g时，循环充放电1 000次后PANI/TiN的电容保持率为79.1%，与PANI相比均有较大提升，表明PANI/TiN具有较好的电化学储能性质。以PANI/TiN电极材料为电极构建柔性全固态对称型超级电容器(PANI/TiN//PANI/TiN)考察其应用性。PANI/TiN//PANI/TiN柔性超级电容器在电流密度为1 A/g时，比电容可达100.2 F/g，且在不同角度弯曲后比电容无明显衰减。当功率密度为500 W/kg时，能量密度可达50.1 W?偸h/kg，且1个单元的该超级电容器可驱动红色(1.8 V)发光二极管，具有较为广阔的应用前景。

目前，有机硫化物因具有容量大、资源丰富和结构可调等优点，已成为锂硫电池中最具发展前景的正极材料，其中，有机硫化物因具有丰富的结构设计、优良的储锂性能和特殊的反应机制而备受关注。基于此，回顾了有机硫化物在锂硫电池中的发展历程，综述了小分子多硫化物、聚多硫化物和硫化聚合物的最新研究进展。同时阐明了它们的结构特性和电化学机理，总结了有机硫化物的电池性能与其结构设计和官能团调节的相互关系与优化策略，并对有机硫化物的发展前景进行了探讨。

可穿戴、可折叠电子设备日益受到人们的关注, 开发与之配套的柔性电极材料成为当下的研究热点。本研究采用水热法制备前驱体/碳布复合材料, 将其在高纯氩气气氛下煅烧, 得到柔性的CoO多孔纳米片阵列/碳布负极材料。这种多孔与三维网状立体结构能够有效缓解充放电过程中材料的体积效应, 而且多孔结构还增加了活性物质CoO纳米片的比表面积, 有利于电极材料储锂容量的提升。电化学性能测试表明, 该CoO多孔纳米片阵列/碳布负极材料在100 mA·cm-2的恒电流下, 首次放电容量1 862.8 mAh·cm-2, 首次循环库伦效率87.8%, 在700 mA·cm-2的电流密度下, 经过100次的充放电循环后, 材料的放电比容量仍保持在1 428.9 mAh·cm-2。在1 000 mA·cm-2的电流密度下, 仍然有1 353.8 mAh·cm2的容量。该方法简便易行且原料成本低廉, 可以降低锂离子电池柔性负极材料的成本。

电性能优良且成本低廉的铜微纳结构在柔性电子领域中展现出广阔的应用前景。激光直写因其快速灵活且可控性高等优势,成为铜微纳结构的高效加工方法之一。概述了微纳结构激光加工的技术特点,随后针对激光直写铜微纳结构展开论述。重点分析了前驱体成分及激光工艺参数对铜微/纳观结构及电性能的影响,探讨了激光直写在铜微纳结构可控制备中的优势。列举了所得结构在柔性电子器件制造中的典型应用场景,分析了典型器件的工作机理。此外,对激光直写微纳结构的未来发展趋势进行了展望。

采用飞秒激光直写技术在预涂覆廉价铜离子涂层的柔性基体上通过激光还原得到纳米铜颗粒并原位连接形成导电结构,成功制得了具有优良导电性能的铜微电极。研究了不同激光功率及扫描速率对微电极形貌结构、导电性能的影响。结果表明:在不损伤基体的条件下,随着辐照激光能量密度增大,铜微电极的导电性能明显提高;当激光功率为1210 mW、扫描速度为1 mm/s时,所制备的微电极的成分主要为铜,导电性能较好,方阻达到2.74 Ω·sq -1。该研究为发展低成本、高效率的柔性电极制造提供了一种新技术,并拓宽了纳米铜材料在电子行业的应用范围。

制备了一种具有高导电性、高透过率以及良好的柔性和机械稳定性的还原石墨烯氧化物(RGO)-银纳米线(AgNW)复合电极。将低浓度的AgNW旋涂在制备的RGO薄膜上, 使AgNW搭接在RGO的晶界、褶皱处, 提高了RGO薄膜的载流子迁移能力。在保证透过率的前提下, 提高复合薄膜的导电性能。结合薄膜转写工艺, 制备了电阻为420 Ω/□且透过率达62%的RGO-AgNW柔性复合电极。该复合电极具有良好的柔性以及机械稳定性, 随着弯折次数的增加, 电阻没有明显变化。

柔性电极具有成本低、重量轻、携带方便和易大面积加工等优点,具有广阔的市场前景。综述了柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)电极的各种制备方法,包括水热法、微波辐射法、紫外光辐照法、机械压膜法、沉积法、溅射法和低温烧结等,分析比较了各种方法所得染料敏化太阳能电池的光电效率。介绍了柔性电极的最新研究进展以及进一步发展方向。

为了实现电极位点与靶细胞的良好接触,改善刺激效果,同时保证刺激电极的自身安全,提出了一种具有圆滑外形的丘形柔性神经刺激微电极阵列。以光敏性聚酰亚胺(Durimide 7510)为基质材料,利用光刻和金属层图形化结合电镀工艺,制作了6×6丘形柔性神经刺激微电极阵列,每个电极位点底面直径为150 μm,高度约为50 μm。通过数值模拟、形貌观测和电学性能测试对制备的微电极进行了评价。实验结果表明:相对于传统的平面微电极阵列(具有相同底面积),三维丘形电极位点的阻抗(@1kHz)降低了约4倍,可实现更有效的刺激;而相对于塔形电极,丘形电极则具有更均匀的表面电流密度分布,保证了电极长期工作的安全性。

提出了一种三维凸起柔性神经微电极阵列的制作方法。该方法以光敏性聚酰亚胺(Durimide 7510)为基质材料,以各向异性刻蚀的硅为模具,结合微注模、金属微图形化和牺牲层电化学释放技术制作三维凸起柔性微电极,并通过数值模拟、形貌观测和电学性能测试对制备的微电极进行了评价。利用上述方法制备了具有4×4电极位点阵列的三维柔性神经微电极,每个电极位点大小为60μm×60μm,高度约37μm。阻抗测试显示,1 kHz时三维凸起电极位点的阻抗比传统的相同大小的平面微电极阵列约降低63%。结果表明,该电极的凸起特点可以保证电极刺激位点与神经细胞的良好接触,同时凸起结构也增加了电极刺激位点的表面积,改善了电极刺激位点的电荷注入能力,可有效提高刺激效果。