納米紙及其在儲能器件中的研究進展

劉皓月，劉 忠，惠嵐峰

（中國輕工業造紙與生物質精煉重點實驗室，天津市制漿造紙重點實驗室，天津科技大學造紙學院，天津300457）

以納米纖維素為原料，仿照傳統紙張成形原理制成的具有一定透明度的薄膜材料，被稱為納米紙[1]。與傳統紙張相比，納米紙具有優異的性能，如光透明性、低密度、低膨脹系數、高結晶度、高力學強度等，這些特性使其在儲能器件中展現出極大的應用潛力。本文介紹了納米紙的結構和制備方法，分析了其在熱穩定性、力學、光學等方面的表現，綜述了納米紙在能源存儲器件中的應用研究和發展趨勢。

1 納米紙的制備

納米紙的實驗制備主要有4 種方法：真空抽濾法[2]、壓榨抽濾法[3]、鑄涂法[4]和噴霧沉積法[5]。 目前，納米紙的制備主要在實驗室中進行，尚未進入工廠生產階段，文中所述應用皆為實驗探索階段的應用。在4 種制備方法中，真空抽濾法是實驗室制備納米紙最常用的方法。Henriksson 等[6]將質量分數為0.2%的納米纖維素溶液，通過真空過濾得到納米纖維素濕凝膠，再將濕凝膠置入55 ℃的真空條件下干燥48 h 得到成形的納米紙。由于納米纖維素具有極高的親水性，使得納米紙在制備過程中存在濾水困難、時間耗費較長的問題，這大大降低了納米紙的制備效率。

為解決上述問題，科研人員不斷改進納米紙的制備工藝和設備條件。Sehaqui 等[2]利用半自動紙頁成形器將納米纖維素濕凝膠在93 ℃、7 MPa 的條件下烘干，使納米紙的制備時間縮短至1 h。Miao 等[7]利用擠壓成形法，將納米紙的成形干燥過程縮短至15 min。……