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用于3D打印分層多孔電極的Co?O?/CeO?高性能墨水，助力固態(tài)超級(jí)電容器能量密度躍升

發(fā)布時(shí)間：2025-12-02 瀏覽量：分享到：

該研究聚焦固態(tài)非對(duì)稱超級(jí)電容器（SSASC）電極性能提升，首次開發(fā)出富氧 Co?O?/CeO?納米復(fù)合材料（CCNC）墨水，通過直接墨水書寫（DIW）3D 打印技術(shù)構(gòu)建了垂直排列的 3 層和 5 層多孔電極。研究采用水熱法合成 CCNC，其比表面積達(dá) 84.67 m2/g，遠(yuǎn)超單一 Co?O?和 CeO?材料，且氧空位含量更高，為電化學(xué)反應(yīng)提供充足活性位點(diǎn)。

3D 打印 5 層電極（3DP-5LCCNC）表現(xiàn)最優(yōu)，質(zhì)量負(fù)載達(dá) 18.61 mg/cm2，面電容為 7.09 F/cm2，分別是塊狀 CCNC 的 8.7 倍和 3 層打印電極的 1.47 倍；面能量密度達(dá) 2.366 mWh/cm2，顯著優(yōu)于對(duì)比樣品。這一提升得益于 3D 打印的垂直多孔結(jié)構(gòu)，降低了離子擴(kuò)散阻力，加速了動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。

此外，該墨水具備優(yōu)良流變性能，可打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)，且組裝的 SSASC 循環(huán)穩(wěn)定性出色，4000 次循環(huán)后容量保持率達(dá) 96.31%，還能串聯(lián)驅(qū)動(dòng) LED。該研究為高性能儲(chǔ)能器件的電極材料設(shè)計(jì)與 3D 打印制備提供了創(chuàng)新思路和實(shí)用框架。