柔性/可穿戴电子产品和物联网的发展对供能系统提出了更高的要求，全固态柔性超级电容器是选择之一。韩国蔚山科学技术大学能源与化工学院的研究者展示了一种新的固态柔性超级电容器，由活性炭/碳纳米管和离子液体/紫外光固化聚合物固体电解质组成，整个制作过程可以使用商业的桌面喷墨打印机在A4纸上直接完成，并且可以做成和文档中的字母和数字一样的样式。
图1.喷墨打印全固态柔性超级电容器的工艺流程示意图
1、对A4纸表面进行处理
普通A4纸需要经过处理后才能作为喷墨打印的基底，具体处理细节请查阅《为什么不能直接在A4纸上打印电子器件？》
2、超级电容器的墨水配制
a、将活性碳（AC）粉末（粒径~50nm）与单壁碳纳米管（SWNTs）在水中混合，1.0 wt %的十二烷基苯磺酸钠作为添加的分散剂。将SWNTs / AC的混合液高速离心(1h，10000 rpm)，除去大的颗粒和团聚物，得到适合喷墨打印的SWNTs/AC油墨粘度（粘度为20cP）。将银纳米线（AgNW） 分散到水/异丙醇的混合溶液中(体积比1：1)得到固含量为0.25wt %的悬浮液，然后对悬浮液进行超声处理，避免喷墨打印过程中引起堵头。
b、将离子液体([BMIM][BF4])与可以紫外固化的聚合物ETPTA （引发剂为1.0 wt %的HMPP剂）在乙醇或水中混合。[BMIM][BF4]/ETPTA(w/w=85/15)的混合物经过紫外线照射(Hg-UV-lamp辐照强度峰值=2000mW/cm2)后形成交联的固态凝胶电解质。
3、喷墨打印制备超级电容器
将SWNTs/AC油墨喷墨打印在表面做过修饰的A4纸上，然后再打印AgNW墨水，打印完成后，进行紫外光烧结处理，形成超级电容的电极。在电极上，喷墨打印[BMIM][BF4]/ETPTA混合物，然后紫外固化形成固态电解质。最后，用聚丙烯封装膜对器件进行封装，得到全固态柔性超级电容器。
图2.喷墨打印全固态柔性超级电容器的性能测试图
喷墨打印的纸基全固态柔性超级电容器在超过10000次的充放电循环后，电容值没有明显下降(100 mF/cm2)，经过2000次的弯曲循环后，器件未出现机械损伤，性能稳定，具有较高的耐温性，具体如图2所示。
参考文献：
Keun-HoChoi, JongTae Yoo, Chang Kee Lee and Sang-Young Lee. All-inkjet-printed,solid-state flexible supercapacitors on paper.Energy Environ. Sci.DOI:10.1039/c6ee00966b
来源：柔性电子服务平台
