新型電容膜制備技術 應用石墨烯材料
新型電容膜制備技術 應用石墨烯材料
便攜式電子產(chǎn)品曾經(jīng)面臨的一大問題是如何能夠制備出小巧的設備，以方便攜帶。經(jīng)過上世紀七十年代的技術革新，使得小型化、便攜式電子設備成為可能，而從那時起續(xù)航能力則成為了新的挑戰(zhàn)。化學電池可以儲存大量能量，但是其充放電過程比較漫長，且電池壽命有限。電容器能實現(xiàn)快速充電，但是其儲存電量有限，因為不能進行實際應用。因此，一種固態(tài)微型超級電容器應運而生。超級電容器具有電池的電量，并且能夠維持電量很長一段時間。過去研究人員試圖采用金屬和高分子混合材料來制備固態(tài)微型超級電容器，但是其續(xù)航能力不能滿足實際需要。而最近，采用石墨烯和碳納米管制備的固態(tài)微型超級電容器效果也是乏善可陳。
由Young Hee Lee帶領的一只國際研究團隊開發(fā)了一種新技術，這種技術制備的固態(tài)微型超級電容器則很好地解決了之前的問題，具有很好的效果。當我們進行新的復雜的設計時，最好的靈感往往來自于大自然。該團隊對其電容器薄膜結構進行了修飾，從而有利于離子擴散至石墨烯表面。為了獲得這樣的形狀和結構，該團隊將氫氧化銅納米線與石墨烯膜相互復合。經(jīng)過多層復合之后，他們獲得了想要的厚度，然后在酸性溶液中浸泡，從而可以溶解納米線，而納米管壁則仍然保留下來。為了合成固態(tài)微型超級電容器，首先薄膜應用到薄塑料層上，而且覆蓋金片層。沒有被金片層覆蓋的部分則被侵蝕掉，從而只留下金片覆蓋的部分。然后在垂直于金帶的方向加入金，并采用導電凝膠進行填充，然后進行固化，最后完成剝離。
該團隊的測試結果令人驚嘆。除了其超級強大的能量密度以外，該薄膜的靈活度非常高，而且經(jīng)過首次使用以后其電容更高。其能量密度是當前商用超級電容器的10倍。該固態(tài)微型超級電容器的電子特性比目前類似鋰電池幾乎高5級，可以和目前的超級電容器相媲美。在未來，消費者更傾向于使用固態(tài)微型超級電容器而不是電池。而在光以及能量存儲方面具有更長的壽命和更快的電子傳輸速度。該團隊的開發(fā)的固態(tài)微型超級電容器具有廣闊的應用領域，包括醫(yī)療設備，微型機器人等。如果工程師利用材料的便攜性，那么這種固態(tài)微型超級電容器甚至可用于可穿戴設備。
原標題:新型電容膜制備技術 應用石墨烯材料
來源:中國選礦技術網(wǎng) 揚州君昊電氣 m.fjdsjy.com 轉載此文。
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