元素百科为您介绍新的纳米结构，显著提高储能纤维的性能。纤维柔性超级电容器是一种新型的一维储能设备。纤维柔性超级电容器因其重量轻、体积小、柔韧性好、拉伸性好，非常适合驱动便携式微电机设备和可穿戴电子系统。与传统的超级电容器类似，纤维超级电容器可分为双层电容器和法拉第假电容器。假电容活性物质的理论能量密度值通常是双层活性物质的数倍甚至数百倍，因此假电容器预计将被用作高能量密度的储能装置。然而，金属氧化物等假电容活性材料具有导电性差、机械强度低的缺点，导致功率密度低、回收寿命短，限制了假电容器的实际应用。如何在不损失功率密度和使用寿命的情况下提高能量密度已成为全球关注的重要课题。
最近在通信化学上发表的一项研究“Carbon nanotubes and manganese oxide hybrid nanostructures as high performance fiber supercapacitors由东京大学、北京科技大学、麻省理工学院等科研机构共同完成，纳米结构的二氧化锰(Mno2)通过电化学沉积法生长到相互连接的碳纳米管中（CNT）在网络内部，用金属镍制备了一种（Ni）纤维是集电体的高性能多孔纤维状同轴电极（Ni/CNT/Mno2)。
二氧化锰长期以来一直是制备假电容超级电容器的活性材料，但其导电性差、机械强度低是其明显的缺点。本研究小组采用电化学方法将纳米结构的二氧化锰生长到相互连接的碳纳米管网中，可显著提高二氧化锰纳米结构的整体导电性和机械强度。在这些CNT/Mno2复合纳米结构中，CNT将电子传递给Mno2，就像毛细血管将血液传递给组织细胞一样，从而实现快速充放电过程中的电子转移，其性能不受涂层厚度的限制。因而，CNT复合纳米结构活性壳层的厚度可达150左右 μm，而Ni/CNT/Mno2电极的比容量可达231 mF cm-1。与其他方法制备的纤维电极相比，Ni//CNT/Mno2电极在性能上取得了巨大的飞跃。以Ni/CNT由Mno2同轴电极组装的对称超级电容器的能量密度可达10.97 μWh cm-1.LED灯只能用3厘米长的设备点亮。这种制备方法也可以扩展到其他CNT基的假电容材料中，如CNT/TiO2、CNT/RuO2、CNT/PbO2、CNT/Ni(OH)2、CNT/Co(OH)2等。这些优异的性能表明，这种新型复合纤维超级电容器作为可穿戴能源存储设备具有巨大的应用潜力，为新型可穿戴能源存储设备打开了一扇新的大门。
