化学科学与工程学院陈涛团队提出“无缝界面”工程实现超稳定柔性超级电容器，成果发表于《前沿科学》
来源：化学科学与工程学院
时间：2026-09-17 浏览：
柔性可穿戴电子设备（如智能手表、电子皮肤、脑机接口等）的蓬勃发展，亟需与之匹配的柔性能量供应系统，在反复弯折、拉伸甚至扭曲等机械变形下，依然保持结构和性能的高度稳定。超级电容器因其高功率密度、快速充放电和长循环寿命等优势，被认为是柔性电子设备的理想电源。然而，传统柔性超级电容器的制备通常采用直接堆叠法进行组装，电极和凝胶电解质之间弱的物理相互作用不利于离子的高效传输，器件在反复弯曲、折叠时极易发生层间滑移甚至永久性分层，导致器件性能急剧降低，甚至失效。
为解决上述问题，化学科学与工程学院陈涛教授团队提出“无缝界面”思想，采用“锚定”界面聚合法，在电极表面引发聚合反应，使凝胶电解质聚合物链以共价键的方式“锚定”在电极表面，进一步通过“原位聚合”策略，在两层凝胶电解质之间实现聚合物链的相互贯穿与拓扑缠结。通过有限元分析和密度泛函理论计算阐明了界面强化机制。无缝的共价界面有效消除了电极与电解质之间的空隙和缺陷，不仅显著抑制了界面分层，还极大地降低了界面电阻，实现了离子的快速传输。而拓扑缠结的电解质/电解质界面则消除了层间滑移的风险，确保了整个器件在反复机械变形下的结构完整性。器件电容相较传统组装方式提高约3倍，经过10万次恒流充放电后仍保持89.5%的初始电容，且在10万次折叠后仍保持96.2%。该工作为超高柔性储能器件的构建提供了新的范式。相关成果以“Constructing Seamless Interfaces for Ultrastable Flexible Supercapacitors”为题发表于《前沿科学》（Advanced Science）。
Figure 1. Schematics showing the fabrication and structure of SC with multiple seamless interfaces.
陈涛教授为论文独立通讯作者，化学科学与工程学院博士研究生董珂以为论文第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费的支持。