隨著對可穿戴電子產(chǎn)品（如智能手表、可穿戴健康監(jiān)測系統(tǒng)和人機接口單元）的需求不斷增加，構(gòu)建具有環(huán)保、低成本、多功能和高電化學(xué)性能的柔性儲能系統(tǒng)勢在必行。納米纖維素具有可持續(xù)的自然豐度、卓越的性能和獨特的結(jié)構(gòu)，已成為一種很有前途的納米材料，在功能性儲能系統(tǒng)方面顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

在此，德國哥廷根大學(xué)張凱教授、劉培文及天津科技大學(xué)司傳領(lǐng)教授等人綜述了用于柔性功能性儲能設(shè)備的先進納米纖維素基復(fù)合材料的最新進展，旨在為納米纖維素與其他電化學(xué)材料的結(jié)合以優(yōu)化其性能提供新的視角。

首先簡要介紹了納米纖維素獨特的結(jié)構(gòu)特征和性能。其次，從合成技術(shù)（原位、非原位）和微/納米界面結(jié)構(gòu)的角度強調(diào)了這些復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用關(guān)系，以優(yōu)化其性能。接下來，全面討論了納米纖維素基復(fù)合材料的近期應(yīng)用，從柔性鋰離子電池和超級電容器到新興的電化學(xué)儲能裝置，如鋰硫電池、鈉離子電池和鋅離子電池等。

圖1. 納米纖維素的形態(tài)、性質(zhì)和復(fù)合材料

最后，作者提出了用于下一代柔性儲能系統(tǒng)的納米纖維素基復(fù)合材料的當(dāng)前挑戰(zhàn)和未來方向：

（1）缺乏連續(xù)和大規(guī)模制備納米纖維素基復(fù)合材料的可行技術(shù)；

（2）一些納米纖維素基復(fù)合材料的機械強度和柔韌性不足以滿足實際應(yīng)用；

（3）應(yīng)從根本上了解電極/電解液界面中活性成分與納米纖維素之間的分子相互作用，從理論和實驗兩個方面闡明工作機制；

（4）需要更多關(guān)于材料成分的合理設(shè)計、表面/界面工程和合成技術(shù)的努力來彌補納米纖維素導(dǎo)電性的不足；

（5）應(yīng)進一步研究對納米纖維素基復(fù)合電極孔結(jié)構(gòu)的控制。

圖2. 用于柔性電極、隔膜和電解液的納米纖維素基復(fù)合材料的開發(fā)

Advanced Nanocellulose-Based Composites for Flexible Functional Energy Storage Devices, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202101368