三维非对称超级电容器（3D ASC）因其较高的工作窗口、理论单位体积内的包含的能量和循环性而非常关注。然而，三维电极材料的实际应用受到脆性和死体积过大的限制。本文，青岛科技大学化工学院 高健 副教授团队在《Chem. Asian J》期刊发表名为“Robust Graphene-based Aerogel for Integrated 3D Asymmetric Supercapacitors with High Energy Density”的论文，研究提出了一种可控收缩策略，它能调节三维电极材料的孔隙结构，消除三维骨架结构中的死体积，并增强机械强度。本研究旨在获得结构稳定、紧凑的还原氧化石墨烯/二氧化锰（rGO/MnO2）和还原氧化石墨烯/碳纳米管（rGO/CNT）复合气凝胶。

  二氧化锰和碳纳米管作为纳米垫圈，可防止石墨烯纳米片在收缩过程中自堆积。此外，高比容纳米垫圈还能明显提高 rGO 气凝胶电极的比单位体积内的包含的能量。所制备的 rGO/MnO2//rGO/CNT三维ASC具有 216.15 F g-1 的高比质量电容，在3.5Ag-1 下具有 74 Wh kg-1 的高比质量单位体积内的包含的能量，并且在 5Ag-1 下经过10,000次充放电循环后电容保持率仍高达 99.89%。利用基于rGO的气凝胶电极的坚固机械结构，采用榫卯结构设计，实现了3D ASC单元的多功能集成组装。

  图1。ASC的示意图:(I) rgo基水凝胶的制备，(II)自收缩工艺，(III)冷冻干燥，(IV) ASC的激光加工与组装

  图7、(a)单个器件、两个并联、两个串联的CV曲线。(b)光学图显示了由三个串联绕线asc供电的串联星光。一体式榫卯电极物理图和原理图:(d)三串三并联装置和(e)环形装置。(f)榫卯定位辅助空间装置施工图

  综上所述，3D rgo基复合气凝胶的孔隙结构通过可控收缩策略做调整，从而形成了机械坚固的电极结构，消除了3D框架内的死体积。可控收缩增强了原始3D rgo基复合气凝胶中松散孔隙的结构完整性和连通性，同时防止了可能会引起崩溃和聚集问题的过度收缩。与之前报道的大多数三维碳基 ASC 相比，所制备的三维rGO/MnO2//rGO/CNT ASC具备优秀能力的质量电容、良好的质量单位体积内的包含的能量和卓越的循环稳定性。榫卯结构的实施实现了电极的多功能集成和空间尺寸的组装，来提升了在未来电子设备中的实际应用潜力。