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專家綜述:芯片儲能用石墨烯基平面微型超級電容器

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-10     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):124
核心提示:
訊:石墨烯(Graphene)是一種由sp2雜化碳原子緊密排列成蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的、單原子厚度的二維炭材料。這種新型二維材料擁有諸多優(yōu)異特性,如超薄、高導(dǎo)電性、高比表面積、高比容量,是制備微型超級電容器的重要材料之一。

  小型化、柔性化、平面化的高性能微型電化學(xué)儲能器件,是便攜式電子器件和體內(nèi)電子器件快速發(fā)展的迫切需求。作為電化學(xué)能源存儲領(lǐng)域的前沿研究方向之一,微型超級電容器(Micro-Supercapacitors)不僅能夠解決微型電池功率密度低、電解電容器能量密度不高的問題,而且有望作為新一代的微量能量與功率源,與納電子器件直接融合集成。目前,在全球范圍內(nèi),對微型超級電容器的研究尚處于起步階段,但由于其具備極大的發(fā)展?jié)摿,被認為是一種非常有前景的微型能源器件。

  石墨烯已被證明是一種極具前景的高性能能源材料,不僅仍有很大的研究空間和突破的可能,而且有望較快實現(xiàn)其工業(yè)應(yīng)用。為了發(fā)展高性能的微型超級電容器:首先,發(fā)展新型的形貌和結(jié)構(gòu)可控的石墨烯及其復(fù)合材料是關(guān)鍵,同時可用其他類石墨烯納米片(如MnO2,RuO2,VS2)材料來增加比容量和能量密度;其次,繼續(xù)發(fā)展高效、低成本、大面積生產(chǎn)薄膜的技術(shù)(如屏幕印刷、噴墨打印、激光刻繪),獲得形貌連續(xù)、孔隙發(fā)達、高導(dǎo)電性的薄膜電極;最后,微型超級電容器器件結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化,需要兼顧電極、隔膜、電解液和基板之間的界面融合,優(yōu)化高分辨率平面交叉電極結(jié)構(gòu)和微電極主要幾何參數(shù),包括微電極的寬度、長度、數(shù)目和電極間隙。

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