中科院高性能新型超級(jí)電容器研究獲新進(jìn)展

　　7月20日從中科院獲悉，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實(shí)驗(yàn)室閻興斌課題組多年來致力于超級(jí)電容器材料與器件的研究。最近，他們構(gòu)筑了一系列高性能新型超級(jí)電容器，包括非對(duì)稱微型電容器和高溫柔性電容器，并探索了金屬氧化物電極在特定離子液體中的電荷存儲(chǔ)機(jī)理;利用形狀記憶合金作為集流體，構(gòu)筑了表帶狀智能超級(jí)電容器。

　　該課題組通過電化學(xué)沉積方法在叉指金電極上制備了以石墨烯量子點(diǎn)為負(fù)極、MnO2為正極的非對(duì)稱全固態(tài)微型超級(jí)電容器，對(duì)比研究了器件在幾種常用離子液體凝膠電解質(zhì)中的電化學(xué)性能，并通過優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)組份實(shí)現(xiàn)了器件高的掃速(2000V/s)和小的弛豫時(shí)間常數(shù)(τ0=206.9ms)。

　　超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件，具有高功率密度、快速充放電、長(zhǎng)循環(huán)壽命和更好的安全性能等優(yōu)點(diǎn)，在消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車啟停和工業(yè)能源管理系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，微型、柔性和智能電子產(chǎn)品設(shè)備蓬勃發(fā)展，這就需要構(gòu)筑與之匹配的新型超級(jí)電容器(包括微型、柔性電容器和智能電容器等)來滿足其儲(chǔ)能需求。

　　研究人員以導(dǎo)電炭布作為集流體，利用γ-FeOOH在特定離子液體中具有優(yōu)異的贗電容行為和離子液體凝膠電解質(zhì)本身熱穩(wěn)定性好、不可燃、化學(xué)惰性和寬電壓窗口等特點(diǎn)，構(gòu)筑了多孔炭//γ-FeOOH非對(duì)稱全固態(tài)柔性超級(jí)電容器。高溫電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境溫度升高到200oC時(shí)，柔性器件體積能量密度可達(dá)1.44mWh/cm3;在180oC彎折測(cè)試表明該器件具有穩(wěn)定的電化學(xué)儲(chǔ)能特性，相關(guān)工作發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A (2016, 4, 8316–8327)上。

　　智能手表和手環(huán)等因?yàn)閷⒅T多不同的功能集成在一種產(chǎn)品上，受到了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。然而，當(dāng)下儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)嚴(yán)重限制了能量供給能力和未來發(fā)展空間。通過提出一種將表帶與儲(chǔ)能器件集成到一體的策略，該課題組設(shè)計(jì)并制備了表帶型的智能柔性超級(jí)電容器。利用石墨烯涂布的鈦鎳合金片作為負(fù)極，兩步電化學(xué)沉積制備的柔性自支撐MnO2/Ni薄片作為正極，分別使用水系和離子液體凝膠電解質(zhì)作為電解質(zhì)隔膜，組裝得到了固態(tài)柔性超級(jí)電容器。

　　8月18日，由常州印刷電子產(chǎn)業(yè)研究院主辦、常州恩福賽印刷電子有限公司承辦的“2016印刷電子產(chǎn)業(yè)化高峰論壇”將在深圳會(huì)展中心5樓專業(yè)會(huì)議廳隆重舉行。該會(huì)議邀請(qǐng)印刷電子行業(yè)專家，共同交流探討印刷電子產(chǎn)業(yè)化目前面臨的共性問題，下一步的發(fā)展趨勢(shì)，以及發(fā)展過程中的經(jīng)驗(yàn)分享和行業(yè)最新動(dòng)態(tài)。

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