用于3D打印分层多孔电极的Co₃O₄/CeO₂高性能墨水，助力固态超级电容器能量密度跃升

发布时间：2025-12-02 浏览量：分享到：

该研究聚焦固态非对称超级电容器（SSASC）电极性能提升，首次开发出富氧 Co₃O₄/CeO₂纳米复合材料（CCNC）墨水，通过直接墨水书写（DIW）3D 打印技术构建了垂直排列的 3 层和 5 层多孔电极。研究采用水热法合成 CCNC，其比表面积达 84.67 m²/g，远超单一 Co₃O₄和 CeO₂材料，且氧空位含量更高，为电化学反应提供充足活性位点。

3D 打印 5 层电极（3DP-5LCCNC）表现最优，质量负载达 18.61 mg/cm²，面电容为 7.09 F/cm²，分别是块状 CCNC 的 8.7 倍和 3 层打印电极的 1.47 倍；面能量密度达 2.366 mWh/cm²，显著优于对比样品。这一提升得益于 3D 打印的垂直多孔结构，降低了离子扩散阻力，加速了动力学反应。

此外，该墨水具备优良流变性能，可打印复杂结构，且组装的 SSASC 循环稳定性出色，4000 次循环后容量保持率达 96.31%，还能串联驱动 LED。该研究为高性能储能器件的电极材料设计与 3D 打印制备提供了创新思路和实用框架。