中科院蘭州化物所新型超級(jí)電容器構(gòu)筑取得系列進(jìn)展
2016-07-19 來源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
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。
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)室閻興斌研究員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)。相關(guān)工作發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 25378?25389)。
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),他們構(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)。
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。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的彎曲測(cè)試都證明了該器件有著優(yōu)異的機(jī)械和電化學(xué)穩(wěn)定性。由于使用鈦鎳合金作為集流體,器件還展示了形狀記憶能力。為了展示潛在應(yīng)用性,還將制備的表帶狀的超電器件與電子表組合在一起。有趣的是,這種智能表帶不僅能夠?yàn)槭直硖峁┠芰,還能保留形狀記憶特性,可以在接觸人體的時(shí)候自動(dòng)的“戴”在手腕上。此外,即便表帶直接接觸皮膚,其優(yōu)異的生物相容性也不會(huì)對(duì)身體造成傷害。相關(guān)工作發(fā)表在Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.201600763)。
以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、蘭州化物所“一三五”重點(diǎn)培育項(xiàng)目的資助和支持。
文章來源:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.5b07909
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)室閻興斌研究員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。

MnO2//石墨烯量子點(diǎn)微型電容器在離子液體凝膠中的電化學(xué)性能
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)。相關(guān)工作發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 25378?25389)。

高溫柔性電容器的構(gòu)筑及其電容增強(qiáng)機(jī)制
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),他們構(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)。

表帶型超級(jí)電容器具有形狀記憶特性并且在彎曲時(shí)有著優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性
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。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的彎曲測(cè)試都證明了該器件有著優(yōu)異的機(jī)械和電化學(xué)穩(wěn)定性。由于使用鈦鎳合金作為集流體,器件還展示了形狀記憶能力。為了展示潛在應(yīng)用性,還將制備的表帶狀的超電器件與電子表組合在一起。有趣的是,這種智能表帶不僅能夠?yàn)槭直硖峁┠芰,還能保留形狀記憶特性,可以在接觸人體的時(shí)候自動(dòng)的“戴”在手腕上。此外,即便表帶直接接觸皮膚,其優(yōu)異的生物相容性也不會(huì)對(duì)身體造成傷害。相關(guān)工作發(fā)表在Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.201600763)。
以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、蘭州化物所“一三五”重點(diǎn)培育項(xiàng)目的資助和支持。
文章來源:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.5b07909
版權(quán)與免責(zé)聲明:本網(wǎng)頁的內(nèi)容由中國(guó)聚合物網(wǎng)收集互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性,也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái),不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經(jīng)本網(wǎng)同意不得全文轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責(zé)任編輯:xu)
相關(guān)新聞
- 北京化工大學(xué)汪曉東教授團(tuán)隊(duì) Nano-Micro Lett.: 碳化聚酰亞胺/凱夫拉纖維/氧化石墨烯@ZIF-67雙向復(fù)合氣凝膠封裝相變材料實(shí)現(xiàn)多重能量轉(zhuǎn)換與電磁屏蔽 2025-04-28
- 天津大學(xué)楊靜教授與寧波材料所《Nano Lett.》:闡明電荷對(duì)納米石墨烯抗凍效果的影響機(jī)制,并研發(fā)新型防冰涂料 2025-01-14
- 格羅寧根大學(xué)Andrea教授/愛荷華州立大學(xué)夏文杰教授 Macromolecules:接枝改善石墨烯分散 2025-01-09
- 北理工沈國(guó)震教授/李臘副教授、湖南工大許建雄教授 Adv. Mater.: 可植入式無線水凝膠超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)雙向神經(jīng)調(diào)控 2025-04-24
- 西南交通大學(xué)魯雄團(tuán)隊(duì)/浙江樹人學(xué)院姜麗麗團(tuán)隊(duì) Nano Lett:具有生物相容性、能“粘”在人體組織上的全水凝膠超級(jí)電容器 2025-02-08
- 蘭州理工大學(xué)冉奮教授團(tuán)隊(duì) Nat. Commun.:肝素?fù)诫s導(dǎo)電聚合物 2024-12-07
- 西交大張彥峰/張志成: 穩(wěn)定自由基提高薄膜電容器儲(chǔ)能密度和放電效率 2020-10-20
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
- 新政·AI智控·增效三重賦能...
- 2025重慶橡塑展亮點(diǎn)劇透,行...
- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
更多>>科教新聞