近年來,隨著智能電子設(shè)備的飛速發(fā)展,人們對智能手表、柔性電子屏、可折疊手機(jī)等柔性可穿戴電子設(shè)備提出了更高的要求,實(shí)現(xiàn)儲能裝置的柔性和可擴(kuò)展性成為了一個(gè)亟待解決的問題。然而,傳統(tǒng)的二次電池由于其安全性問題,很難實(shí)現(xiàn)柔性和可拉伸性。超級電容器作為一種很有前途的儲能設(shè)備,具有較高的功率密度和超長的耐久性,對人體無害,可為可穿戴電子設(shè)備提供大功率電源。
碳納米管和石墨烯是以sp2結(jié)構(gòu)的碳為基本單元所組成的材料,由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),它們具有一系列突出的內(nèi)在化學(xué)和物理特征,如極高的電子遷移率和熱導(dǎo)率、高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的比表面積(碳納米管為1300 m2·g-1,石墨烯為2675 m2·g-1),這有利于建立大的電極-電解質(zhì)界面,提高倍率性能。
南開大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院黃毅教授綜述了各種基于碳納米管和石墨烯的新型可拉伸超級電容器,深入分析了幾類柔性超級電容器的優(yōu)缺點(diǎn),揭示了其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。最后,作者對該領(lǐng)域未來發(fā)展作了進(jìn)一步展望,指出無彈性襯底的和微型化的可拉伸超級電容器是該領(lǐng)域未來發(fā)展的重要方向之一,由于其可以降低整個(gè)可拉伸超級電容器器件的質(zhì)量,有利于能量密度的提高,具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。
該綜述即將發(fā)表于Chinese Journal of Polymer Science 2020年 “Polymers for Energy Storage”專輯。
論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10118-020-2386-x
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