近日，课题组在国际顶级期刊《Carbon》上发表题为“Selective laser carving-induced patterned electrodes for high-performance binder-free and substrate-free all-carbon-based micro-supercapacitors”的研究文章。课题组丁鑫锐副教授为本论文第一作者，硕士研究生徐晓林为第二作者，李宗涛教授为通讯作者。本研究成果得到广东省自然科学基金、国家自然科学基金、珠海市基础与应用基础研究项目、中央高校基本科研业务费专项资金（封装研究）的资助。

活性炭具有优异的孔隙率、较大的比表面积和较长的循环寿命，是超级电容器应用最广泛的电极材料之一。然而由于其粉末性质，其在电极制造中的应用需要加入绝缘粘合剂以促进成型。这可能会堵塞孔隙并增加电极的内阻，导致柔韧性和电化学性能较差。针对这一问题，课题组提出了一种创新的通用封装策略，即通过双重真空过滤制备复合薄膜，涂上凝胶电解质，然后基于“选择性透光”原理通过选择性激光雕刻进行图案化，以实现无粘合剂和无基板的全碳基微型超级电容器的制造。所获得的活性炭/超磷还原氧化石墨烯微型超级电容器（AC/SP-rGO MSCs）无粘合剂的面积电容是有粘合剂的的三倍。所制备的AC/SP-rGO MSC表现出显着的面积电容（177.32 mF cm¶ 2 ）、体积电容（52.15 F cm¶ 3 ）和高能量密度（4.44 mWh cm¶ 3 ）。

本研究成果涉及的四个串联的 AC/SP-rGO MSC 提供的能量可以点亮多达 46 个红色 LED 或提供一个持续时间超过 45 分钟的温湿度计。这种封装方法已被证明是将粉末材料制造成无粘合剂电极的有效策略，为柔性电子领域的电极制造提出了独特的想法。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118177