大化所开发出柔性钠离子微型超级电容器
    

近日,中科院大连化物所吴忠帅研究员团队与包信和院士团队合作开发出具有高能量密度、高耐热性能的柔性钠离子微型超级电容器。

微型电化学储能器件主要是指一类电极尺寸在微米范围内的小型化电源,被认为是柔性化、微型化、智能化集成电子产品的关键电源,如遥感器、微型机器人和自供电微系统等。微型电化学储能器件主要包括微型电池和微型超级电容器。微型电池往往具有较高的能量密度,但其功率密度较低;微型超级电容器具有较高的功率密度,但能量密度较低。杂化微型超级电容器结合了微型电池的高能量密度以及微型超级电容器的高功率密度的优点,是一种新型的微型电化学储能器件,如锂离子微型超级电容器。锂离子微型超级电容器具有较高的能量密度和功率密度,但其大规模应用受制于金属锂的低地壳丰度和较高的成本。

最近,该团队以海胆状的钛酸钠为电池型的负极、多孔活化石墨烯为电容型的正极,结合高压离子液体凝胶电解液,成功构建了柔性化钠离子微型超级电容器。通过电池型负极和电容型正极的有效耦合,该钠离子微型超级电容器能够在3.5 V的高压下稳定工作,具有高能量密度和超低的自放电速率。该钠离子微型超级电容器具有多方向快速离子扩散通道,极大地降低了电荷转移电阻,并显著提高了功率密度。同时,由于器件的平面几何结构和离子凝胶电解液的不可燃性,该微型器件具有良好的机械柔韧性和80℃的高温稳定性。

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