大连化物所研究成果助力高性能柔性超级电容器应用

来源:中国日报网
2017-07-20 15:40:03
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日前,中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅研究员所带领的二维材料与能源器件研究团队与中科院金属研究所任文才研究员团队合作,在简单、高效制备高性能柔性化、微型化、平面化超级电容器领域开展了系统性的研究工作,相关研究成果发表在《美国化学会-纳米》杂志上。

研究团队提出通过简单的掩膜板协助一步过滤法制备出具有二维黑磷烯与石墨烯叠层的复合微电极薄膜,相比于以往的制备手段,这种器件加工策略成本低、能耗低且简单易行,为一步法实现平面型超级电容器复合薄膜的制备工艺提供了新思路。与此同时,研究团队尝试将制备的薄膜电极直接转移到柔性基底上组装成为平面型超级电容器,在制备过程中无需加入常规的金属集流体、内部互联或接触体,可实现模块化器件的构筑,为平面型超级电容器的有效构筑、生产和集成提供了科学依据。测试结果表明,即使在高度弯曲状态下,该平面超级电容器仍能保持良好的性能。

该研究成果对于柔性化储能器件在未来的工业化应用提供了前期准备。此项研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家青年千人计划、辽宁省自然科学基金、博士后基金等项目的资助。

据了解,随着现代科技的快速发展,可弯曲式显示屏、电子衬衫和卷屏手机等柔性电子产品的问世,带动了其配套的芯片储能器件的发展,柔性化、微型化、平面化超级电容器应用而生。发展一种简单、高效制备高性能柔性化、微型化、平面化超级电容器的方法十分必要。

石墨烯是一种二维的碳材料,利用石墨烯作为电极材料不仅能够进一步降低整个器件薄度、减小体积,同时实现了电解液离子的快速迁移,从而实现电荷的高能量存储。与石墨烯相似,黑磷烯是一种新型的二维材料,由于其独特的半导体性质和微观褶皱结构,在光学及电子设备领域中有着广泛的研究基础。而这两种材料的有机结合则使得获得高性能储能材料成为了可能。(中国日报大连记者站)

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