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近年来,电子产品不断朝着柔性化与轻薄化的方向发展。柔性电子未来将具有广阔的市场前景。但与之匹配的高性能柔性储能器件却仍极具挑战。其中超级电容器和锂硫电池分别凭借高的功率密度和高的能量密度而备受关注。但传统涂浆工艺会导致电极材料脆性大、质量重,难以为柔性电子产品供电。因此,开发新型柔性电极材料成为推动柔性电子产品发展的关键。本文通过将大比表面积的金属有机框架物与导电性良好的碳纳米管复合,制备了兼具大比表面积、高导电性和良好柔韧性的碳薄膜电极材料,为构建其他柔性复合薄膜电极提供指导。主要的研究内容及成果如下:(1)采用真空抽滤和室温合成制备了 HKUST-1/CNT复合薄膜。以其为碳化前驱体,通过调节碳化温度制备了不同形貌结构的柔性碳薄膜(HPCF)。它可以直接用作超级电容器电极材料,无需添加粘结剂和导电剂。实验结果表明当HKUST-1/CNT的质量比为40/1,碳化温度为800 ℃时制得的碳薄膜(HPCF4)拥有最佳的电化学性能。在2 Ag-1时,容量为194.8F g-1,在10 Ag-1下循环10000周后,库伦效率仍有95%。同时,HPCF4基对称超级电容器在9.1 Wh kg-1的能量密度下具有3500 Wkg-1的功率密度。(2)在上一工作的基础上,我们通过将单质硫注入HKUST-1/CNT基柔性碳薄膜之中,得到了硫碳复合物(S@ISCF)。大比表面积、多级孔结构和交联网状导电结构使硫及聚硫化物分散均匀,二者的利用率很高,同时电极材料能很好地抵抗充放电过程中的体积变化。当载硫量为2mgcm-2时,将电流密度从10C切换到C/5,放电比容量能从650 mAh g-1恢复到1000 mAh g-1。在载硫量为6.4 mg cm-2,电流密度为C/5条件下循环300周后,容量还保持693.2 mAh g-1,相比首周的761.6 mAh g-1,容量衰减率仅为0.02%/周。(3)为了进一步提高复合碳薄膜的导电性,我们又以ZIF-8/CNT为碳化前驱体,制备了氮掺杂柔性碳薄膜电极材料(CNCF)。在超级电容器中,它在2A g-1的条件下,容量可达340Fg-1,于20Ag-1下循环10000周性能依旧稳定。在锂硫电池中,当载硫量为3 mg cm-2时,1C下循环1800周后,电池放电比容量还有614 mAhg-1,每周容量衰减率仅为0.02%。而且当载硫量增加到6.9 mg cm-2时,电池的面积比容量和体积比容量分别高达7.3mAhcm-2和0.94Ahcm-3。