近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)與中科院院士包信和團(tuán)隊(duì)、研究員吳仁安團(tuán)隊(duì)合作，采用激光熱解聚酰亞胺的方法，一步實(shí)現(xiàn)了石墨烯電極材料的制備、微型超級(jí)電容器單體的構(gòu)建和多個(gè)微型超級(jí)電容器的一體化集成。

便攜式、可穿戴微電子器件的快速發(fā)展，極大刺激了人們對(duì)柔性化微型儲(chǔ)能器件的需求。微型超級(jí)電容器，具有充放電快、功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種極有競(jìng)爭(zhēng)力的微型功率源。然而，單個(gè)微型超級(jí)電容器的輸出電壓和（或）電流有限，難以滿(mǎn)足對(duì)高電壓、大電流的電子器件的應(yīng)用需求。通常需要將多個(gè)微型超級(jí)電容器進(jìn)行串聯(lián)和（或）并聯(lián)集成來(lái)提高電壓和（或）電流。但是，目前報(bào)道的大部分集成化微型儲(chǔ)能器件中，其電極材料合成、圖案化微電極單體制備和多個(gè)微型超級(jí)電容器的集成一般由多個(gè)分離的步驟構(gòu)成，大大增加了制作過(guò)程的復(fù)雜度。因此，急需開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單高效的集成化微型超級(jí)電容器的制備方法。

基于此，科研人員采用激光熱解聚酰亞胺制備圖案化石墨烯薄膜的方法，一步實(shí)現(xiàn)了微型超級(jí)電容器電極材料的制備，單體圖案化微電極構(gòu)建和多個(gè)微型超級(jí)電容器的一體化自集成大大簡(jiǎn)化了制作流程，顯著提高了集成器件的整體性。根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用需求，不僅可以對(duì)集成化微型超級(jí)電容器的形狀和大小進(jìn)行有效調(diào)控，而且能夠?qū)崿F(xiàn)任意數(shù)量平面微型超級(jí)電容器的串并聯(lián)集成，有效定制輸出工作電壓和電流。由于集成化微型超級(jí)電容器的集流體、電極和導(dǎo)電連接體組成相同且一步制得，所得器件具有良好的一體性、柔韌性和性能一致性。此外，在離子液體電解液中該器件表現(xiàn)出出色的高溫穩(wěn)定性，可在100degC條件下穩(wěn)定工作。因此，該工作為高效簡(jiǎn)化制備高度集成化微型超級(jí)電容器提供了新的策略，并拓寬了其潛在應(yīng)用場(chǎng)景。

上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、大連化物所創(chuàng)新基金等的資助。相關(guān)成果發(fā)表于近日的《先進(jìn)功能材料》（Adv.Funct.Mater.）上。