超级电容器是一种新兴的储能器件,因其具有高功率密度、高循环稳定性而受到研究人员的广泛关注。然而,低面电容和低能量密度一直是超级电容器实际应用的瓶颈。目前,提高面电容和能量密度的方法中,普遍存在成本较高、步骤繁琐等问题,仍无法很好地满足商业化要求。粘结剂作为超级电容器的重要组分之一,能够促进电解质离子的传导并保持电极结构的稳定。然而,目前普遍使用的粘结剂存在粘结性不足、机械强度差等缺点,制约了高载量和高面电容的电容器的制备。细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)作为一种自然界内含量丰富、生产成本低、机械强度大的高分子,是非常理想的电容器粘结剂材料。基于此,本文以BC纳米纤维作为粘结剂,设计了高载量的超级电容器结构,并对其电化学性能以及BC纳米纤维粘结剂的普适性进行了深入探究。首先,BC纳米纤维具有良好的机械性能,其表面丰富的羟基能够与电极材料形成较强的范德华力,使制备的自支撑电极结构实现了55.4 mg/cm2的高载量(活性物质载量44.3 mg/cm2)。其次,BC纳米纤维表面丰富的羟基与电解液有良好的亲和性,能够促进电解质离子在电极内的传导,在高载量下保持了电极材料211.4 F/g的比容量,进而实现10.4 F/cm2的高面电容。通过与传统的粘结剂PVDF、CMC以及PVA等对比,BC纳米纤维粘结剂表现出结构和性能上的优势。比表面积、电化学性能等测试表明BC独特的纤维结构不影响电极材料的孔结构和比表面积,可最大限度地保留电极材料的本征电容性能,同时保证了电极的机械性能和循环稳定性。此外,BC纳米纤维与多种商业活性炭(Kuraray活性炭和Norit活性炭)制备的超级电容器,表现出优于传统粘结剂的性能,进一步体现了BC纳米纤维作为粘结剂的商业应用前景。