无机纳米片/导电聚合物多层复合薄膜电极材料的组装及性能

针对目前薄膜微电源广泛使用的金属氧化物或复合金属氧化物薄膜电极材料存在的倍率特性差、力学性能差、原料成本高、生产设备昂贵等弊端，本项目提出设计新型无机纳米片/导电聚合物多层复合薄膜电极材料及自支撑柔性薄膜电极材料，并通过层层组装技术及基底溶蚀技术进行控制合成。拟在前期研究工作的基础上，以薄膜锂/锂离子电池及薄膜超级电容器为研究体系，围绕多层复合薄膜及自支撑柔性薄膜电极材料的结构设计、制备规律、构效关系及性能强化开展基础研究，揭示无机纳米片/导电聚合物多层复合薄膜的制备规律－微观结构－电化学性能间的科学本质，实现高性能多层复合薄膜及自支撑柔性薄膜电极材料的结构创新及可控制备。本项目为薄膜微电源的研究发展提供了新的思路，对深化复合薄膜材料的研究内容、拓展复合薄膜材料的应用领域也具有重要的科学意义。

针对薄膜微电源广泛使用的金属氧化物或复合金属氧化物薄膜电极材料存在的倍率特性差、力学性能差、原料成本高、生产设备昂贵等弊端，本项目采用层层组装、插层组装技术制备了新型无机纳米片/导电聚合物多层复合薄膜电极材料，并对制备自支撑柔性薄膜电极进行了探索性研究。以复合薄膜电极材料在薄膜锂/锂离子电池及薄膜超级电容器中的应用为目标，围绕复合薄膜电极材料的结构设计、制备规律、构效关系及功能强化开展应用基础研究，揭示了复合薄膜的制备规律－微观结构－电化学性能间的科学本质，实现了高性能复合薄膜电极材料的结构创新及可控制备，应用于锂离子电池、超级电容器、光电转换及电化学传感器等领域表现出优异性能；另外，以复合薄膜为前驱体，发展出一种制备层数可控石墨烯的新方法，为插层结构复合材料及薄膜的更广泛应用开辟了一条新途径。相关研究工作已在Chemical Communications, Biomaterials, The Journal of Physical Chemistry C等国际学术刊物发表，并申报国际PCT专利1项及国家发明专利3项。本项目为薄膜微电源的研究发展提供了新的思路，对深化复合薄膜材料的研究内容、拓展复合薄膜材料的应用领域也具有重要的科学意义。