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Small Methods:小型化超级电容器设计:多维度柔性电极制备技术发展综述及未来展望
发布时间: 2020-03-13 17:25 | 【 【打印】【关闭】

  随着现代电子工业技术的日益革新,消费者对电子设备的便携性和可穿戴性需求不断增加,包括柔性显示器、电子皮肤和植入式医疗设备等。小型化超级电容器作为它们的能源供给系统,具有高性能、长寿命、质轻、安全等特点而倍受青睐。经过十余年的探索,已开发出包括一维纤维、二维平面和三维立体结构的小型化超级电容器。相应的制造技术则是小型化超级电容器设计过程中的重要课题。

 

 

  南京工业大学先进材料研究院孙庚志教授团队联合新加坡南洋理工大学机械与航空航天工程学院Young Jin Kim教授团队,系统、全面地综述了小型化超级电容器柔性电极的制备技术及其应用的最新进展,主要介绍了柔性电极微结构设计采用的各种方法及其优缺点。例如,利用湿法/干法纺丝、静电纺丝,限域水热等方法可以制备高纵横比、高机械强度、可编织的碳基纤维电极。一维小型化超级电容器表现出较高的体积能量/功率密度,但与其他微型器件集成难度较大。光刻、激光直写、选择性刻蚀、掩模印刷等快速成型技术具有高效、易规模化、定制化等优势,可实现二维超级电容器的小型化和多种器件集成,但该类器件的整体能量密度仍处于较低水平。相比之下,高度的引入大幅提高活性物质载量,使得三维小型化超级电容器表现出更高的面积能量密度。以3D打印为代表的制成技术在三维小型化超级电容器设计方面表现出一定优势,并能实现更为复杂、灵活的柔性结构。最后,本文概述了柔性小型化超级电容器在性能改进、器件设计、封装和系统集成等方面的前景和面临的关键技术挑战。本篇综述旨在为广大研究者对于新型柔性小型化超级电容器制备的研究提供设计思路。相关工作发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201900824)。 

  本文第一作者为南京工业大学先进材料研究院博士生俞晨阳(代表作:Small 2018, 4, 1801203; Carbon 2020, 157, 106等)和南洋理工大学机械与航空航天工程学院安佳宁博士(代表作:ACS Nano 2019, 13, 13293; Advanced Science 2018, 5, 1800496等)。

  文章来源:materialsviewschina 

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