俄芬科學家聯合研發出柔性超級電容器

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院與芬蘭阿爾托大學的科研人員聯合研發出柔性超級電容器，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。相關成果發布在《Scientific Reports》科學期刊上。
 
　　俄芬聯合科研團隊回歸到“古典”技術路線，即采用“雙電極+絕緣層”的電容器結構方案。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構可保證電極發達的比表面積，從而提高其電容量，且材料化學穩定，為良導體。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的絕緣指標要求，且材料強度高、塑性好。
 
　　柔性超級電容測試試驗結果表明，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，預計柔性超級電容器將很快進入批量生產。
 
　　普通電容器由兩個電極及絕緣層構成，而超級電容器的結構相對復雜一些，其電極之間的空間填充了電解質，名義電極和電解質交界處所形成的離子層發揮著電極的作用。電子技術的迅速發展不斷對電容器提出新的性能要求，而電子設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，聚合物及電解質基礎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，其規格大，材料厚度一般為0.2毫米，簡單采用縮小規格的方法會造成電容器內阻值的急劇增大。在性能指標上，柔性超級電容器具有更廣闊的市場空間。
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