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Small:电荷转移复合盐基二维杂化结构在微型超级电容器领域取得进展
2019-07-24 10:58:17 | 【 【打印】【关闭】

  为满足人们对消费电子产品日益增长的需求,开发高性能的柔性储能设备?#26434;?#28385;足可穿戴和便捷式的电子设备的需求至关重要。目前便携式设备主要依靠电池作为微电源,锂薄膜电池,但是因为这种器件的功率密度相对?#31995;停?#20856;型值<10 mW cm-3),循环寿命有限并存在与锂有关的安全问题而得到发展的限制。作为微型储能器件的替代品,微型超级电容器(MSC)代表一类新兴的微型电化学储能装置,具有较高的体积功率、优异的倍率性能、较长的循环使用寿命和良好的机械稳定性。目前已经通过开发新电极材料(衍生碳、洋葱状碳、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和导电聚合物等),或者利用成熟的薄膜的制备与处理(喷墨打印,LB技术,CVD等)可?#26434;行Ц纳芃SC的功率密度和能量密?#21462;?#20294;是,在MSC的延展性,灵活?#38498;?#28508;在的性能等方面还有待?#32435;啤?#23588;其是在交流滤波器这方面,在大多数线路供电设备中,交流线路滤波器?#36824;?#27867;应用于消除直流(DC)电压上多余的交流波纹。目前,主要使用商用铝电解电容器(AECs)?#35789;?#29616;这一目标,但是其电容值?#31995;停?#20307;积较大的问题与小型化,便捷化的电子设备不兼容。而传统的超级电容器在120 Hz频率下,相位角为0°,表现的像是一个电阻器而不是电容器,所以设计合理的同时满足电容性能与频率响应的微型超级电容器仍然是一个挑战。

  成果简介 

  近日,上海应用技术大学和上海交通大学正在筹建的上海市工程中心 “二维软物质研究中心(筹)”韩生教授和庄小东教授合作发表相关论文“Charge Transfer Salt and Graphene Heterostructure-Based Micro-Supercapacitors with Alternating Current Line-Filtering Performance”发表在期刊Small(影响因子10.856),第一作者为硕士研究生赵豆豆。在该文章中,作者利用激光刻蚀法成功制备了基于石墨烯和传统电荷转移盐异质结构的平面内微型超级电容器(RTT-MSCs)。?#32654;?#24494;型超级电容器的异质结结构赋予其优异的高频快速响应,因而该微型超级电容器可?#26434;米?#20132;流线路滤波器件,在120Hz情况下相位角可以达到73.2°,并且该电容器的弛豫时间为0.32秒在特征频率3056 Hz。此外,该法制备的微型超级电容器具有优异的倍率性能,扫速可以达到1000 V/s。在凝胶电解质H2SO4/PVA中测试了微超级电容器的柔韧?#38498;?#31283;定性,经过10000次循环,微超级电容器的电容稳定性保持在98%以上,在电流密度为0.04 mA/cm2?#20445;?#25152;制备的微型超级电容器的面积电容高达27.2 mF/cm2,相比于之前报道的微型超级电容器,在充放电性能上有明显的提高,?#22411;?#25104;为交流线路滤波和相应的小型化电子产品的候选材料。相关文章在线发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201901494)。 

文章来源:MaterialsViews中国

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