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我國開發(fā)出高能量密度的柔性鈉離子微型超級電容器

 恰恰365 2019-11-06

據中國科學院網站消息,近日,中國科學院大連化學物理研究所二維材料與能源器件研究組(DNL21T3)研究員吳忠?guī)泩F隊與中科院院士包信和團隊合作開發(fā)出具有高能量密度、高柔性、高耐熱性能的柔性平面鈉離子微型超級電容器。

微型化電化學儲能器件已被廣泛認為是柔性化、微型化、智能化集成電子產品的關鍵電源,如遙感器、微型機器人和自供電微系統(tǒng)等。雜化微型超級電容器,因結合微型電池的高能量密度和微型超級電容器的高功率密度的優(yōu)點,是一種新型的微型電化學儲能器件。相對于金屬鋰,鈉資源豐富、成本低廉、且鈉的電化學性能與鋰相似,因此,開發(fā)出鈉離子微型儲能器件具有重要的應用前景。

最近,該團隊以海膽狀的鈦酸鈉為電池型的負極、多孔活化石墨烯為電容型的正極,結合高壓離子液體凝膠電解液,成功構建了柔性化平面鈉離子微型超級電容器。通過電池型負極和電容型正極的有效耦合,該鈉離子微型超級電容器能夠在3.5 V的高壓下穩(wěn)定工作,具有高能量密度37.1 mWh/cm3和超低的自放電速率(44h,從3.5V到2.1V)。該鈉離子微型超級電容器具有多方向快速離子擴散通道,極大地降低了電荷轉移電阻,并顯著提高了功率密度。同時,由于器件的平面幾何結構和離子凝膠電解液的不可燃性,該微型器件具有良好的機械柔韌性和80℃的高溫穩(wěn)定性。

上述工作得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等的資助。相關研究成果發(fā)表在《先進科學》(Advanced Science)上。

大連化物所開發(fā)出高能量密度的柔性鈉離子微型超級電容器 圖自中科院網站

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