俄芬科學(xué)家聯(lián)合研發(fā)出柔性超級電容器

時間:2018-02-01 14:59來源:科技部 作者:綜合報道
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　　俄羅斯斯科爾科沃科技學(xué)院與芬蘭阿爾托大學(xué)的科研人員聯(lián)合研發(fā)出柔性超級電容器，其電極采用單層碳納米管，而絕緣層則采用氮化硼納米管制備。電容器可承受變形，且具有制造簡單、使用壽命長的特點。相關(guān)成果發(fā)布在《Scientific Reports》科學(xué)期刊上。
 
　　俄芬聯(lián)合科研團隊回歸到“古典”技術(shù)路線，即采用“雙電極+絕緣層”的電容器結(jié)構(gòu)方案。柔性超級電容器的電極采用單層碳納米管，材料所具有的孔隙結(jié)構(gòu)可保證電極發(fā)達的比表面積，從而提高其電容量，且材料化學(xué)穩(wěn)定，為良導(dǎo)體。而電極之間的空間填充氮化硼納米管作為絕緣層，材料具有良好絕緣性，0.5毫米的厚度即可保證相應(yīng)的絕緣指標(biāo)要求，且材料強度高、塑性好。
 
　　柔性超級電容測試試驗結(jié)果表明，2萬次充放電后電容器仍能保持96%的初始電容量，其等價內(nèi)阻低，僅為4.6歐姆，且可承受1千次以上的拉伸試驗，相對伸長量可達50%。超級電容器的制備采用干法沉積和氣相沉積方法，工藝簡單，成本低廉，預(yù)計柔性超級電容器將很快進入批量生產(chǎn)。
 
　　普通電容器由兩個電極及絕緣層構(gòu)成，而超級電容器的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些，其電極之間的空間填充了電解質(zhì)，名義電極和電解質(zhì)交界處所形成的離子層發(fā)揮著電極的作用。電子技術(shù)的迅速發(fā)展不斷對電容器提出新的性能要求，而電子設(shè)備的小型化客觀要求作為其重要元件的電容器微型化，這就需要不斷完善并開發(fā)新型電容器。
 
　　近年來人們熱衷于柔性筆記本電腦，這又對電容器提出了能夠承受彎曲和拉伸的性能要求。在這種情況下，聚合物及電解質(zhì)基礎(chǔ)上的超級電容器不能滿足要求，其一，其物理性能不符合要求，且機械強度低；其二，其規(guī)格大，材料厚度一般為0.2毫米，簡單采用縮小規(guī)格的方法會造成電容器內(nèi)阻值的急劇增大。在性能指標(biāo)上，柔性超級電容器具有更廣闊的市場空間。
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