天津大學科學技術發展研究院

輕質超薄碳納米材料柔性全固態超電容

日期:2019-06-04 作者: 瀏覽:


移動互聯網時代,智能手機等設備的屏幕越做越大,研發可卷曲、可折疊的便攜電子產品已成為趨勢。然而,固定形狀的電池限制了可折疊電子產品的發展,亟需開發相應的柔性儲能器件。天津大學趙乃勤教授課題組與天津工業大學康建立教授合作,研發成功了迄今最薄的碳納米材料薄膜超級電容器,其厚度僅為A4紙的三分之一(約30微米),柔韌、輕盈,是可穿戴設備的理想電源。

“輕質超薄”是這款超電容的顯著特點。為獲得高的器件綜合性能,該研究團隊從器件結構優化設計出發,使其兼具超高能量密度和功率密度。他們先采用化學氣相沉積法一步制備了一種柔韌多孔碳納米纖維/超薄石墨層雜化薄膜,再以固態電解質封裝兩片雜化薄膜得到全固態自支撐薄膜超電容。

該超電容厚度只有A4紙厚度的三分之一左右,且有很好的柔韌性。經過優化結構設計,該器件整體的體積能量密度和功率密度比目前已報道的同類超電容可以高出幾個數量級,這對于空間有限的微電子器件來說尤為重要。該超電容每平方米重量僅為58克,未來可將多片超電容嵌入到衣服中,使得平時穿的衣服變成可以給電子產品供電的“電源”,穿在身上幾乎不增加負重,且便于攜帶。

同時,整個器件還具有很好的抗變形性和循環穩定性,充放電循環5000次后電容量還保持在96%以上(而鋰電池在充放電循環1000次左右后電極性質會發生變化,使用中會出現電量不足的情況)。此外,鋰電池的安全問題也成為目前人們關注的重點,該超電容采用全固態設計理念,當其遭受撞擊或者損壞時不會有液體外泄情況發生,極大程度上提高了產品的安全性。該超電容同時具備一般超電容使用壽命長、充放電速度快等優勢,在可穿戴電子器件和微器件領域具有很好的應用前景,成果實現產業化后將會有力推進相關電子產業的升級換代。


關閉

校內鏈接: 天津大學 天津大學辦公網 天津大學技術轉移中心 校內其他機構

校外鏈接: 國家自然科學基金委員會 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國教育部 天津市科學技術委員會 中華人民共和國發展與改革委員會 全軍武器裝備采購信息網

訪問統計:

天津大學科學技術發展研究院 地址:天津市津南區海河教育園區雅觀路135號

E-mail: kjc@tju.edu.cn

版權所有:天津大學Copyright ? 2010 - 2018 www.estge.com

神圣彩票官方网站