找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1640|回复: 0

[材料资讯] 吴忠帅课题组:激光热解聚酰亚胺一步法制备集成化微型超级电容器

[复制链接]

11

主题

20

帖子

24

积分

新手上路

Rank: 1

积分
24
发表于 2019-10-18 16:40:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队、研究员吴仁安团队合作,采用激光热解聚酰亚胺的方法,一步实现了石墨烯电极材料的制备、微型超级电容器单体的构建和多个微型超级电容器的一体化集成。
  便携式、可穿戴微电子器件的快速发展,极大刺激了人们对柔性化微型储能器件的需求。微型超级电容器,具有充放电快、功率密度高、循环寿命长、体积小等诸多优点,被认为是一种极有竞争力的微型功率源。然而,单个微型超级电容器的输出电压和(或)电流有限,难以满足对高电压、大电流的电子器件的应用需求。通常需要将多个微型超级电容器进行串联和(或)并联集成来提高电压和(或)电流。但是,目前报道的大部分集成化微型储能器件中,其电极材料合成、图案化微电极单体制备和多个微型超级电容器的集成一般由多个分离的步骤构成,大大增加了制作过程的复杂度。因此,急需开发简单高效的集成化微型超级电容器的制备方法。

微型超级电容器

微型超级电容器
  基于此,科研人员采用激光热解聚酰亚胺制备图案化石墨烯薄膜的方法,一步实现了微型超级电容器电极材料的制备,单体图案化微电极构建和多个微型超级电容器的一体化自集成大大简化了制作流程,显著提高了集成器件的整体性。根据不同的实际应用需求,不仅可以对集成化微型超级电容器的形状和大小进行有效调控,而且能够实现任意数量平面微型超级电容器的串并联集成,有效定制输出工作电压和电流。由于集成化微型超级电容器的集流体、电极和导电连接体组成相同且一步制得,所得器件具有良好的一体性、柔韧性和性能一致性。此外,在离子液体电解液中该器件表现出出色的高温稳定性,可在100°C条件下稳定工作。因此,该工作为高效简化制备高度集成化微型超级电容器提供了新的策略,并拓宽了其潜在应用场景。
  上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所创新基金等的资助。相关成果发表于近日的《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater.)上。


       超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,它既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性。超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。当电极与电解液接触时,由于库仑力、分子间力及原子间力的作用,使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷,称其为界面双层。把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板,电压加载到2个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器。


       吴忠帅,男,汉族,1981年生于大连庄河。中共党员,博士,中国科学院大连化学物理研究所研究员,国家“青年##计划”。2004年和2007年在辽宁大学化学院分获理学学士和硕士学位;2011年在中科院金属研究所获工学博士学位,师从成会明院士和任文才研究员;2011年7月至2015年6月在德国马普高分子研究所从事博士后研究工作,合作导师著名化学家Klaus Müllen教授和冯新亮教授。2015年6月至今,中科院大连化学物理研究所工作,被聘为研究员、 “二维材料与能源器件(DNL21T3)”研究组组长。
       包信和,男,汉族,1959生于江苏省。理学博士,中国科学院大连化学物理研究所研究员,博士生导师。1987年获复旦大学理学博士学位;1987-1989年在复旦大学化学系任教;1989-1995年获洪堡基金资助在德国马普协会柏林FRITZ-HABER研究所进行合作研究;1995年至今,在大连化学物理研究所工作,任催化基础国家重点实验室研究员,博士生导师,所学术委员会主任,洁净能源国家实验室(筹)能源基础和战略研究部部长,中国科学院研究生院教授;2000年8月至2007年2月,任中国科学院大连化学物理研究所所长;2009年4月至2014年6月任中国科学院沈阳分院院长;2009年当选为中国科学院院士;2015年7月至2017年6月任复旦大学常务副校长;2017年6月8日起任中国科学技术大学校长。
       吴仁安,2002年8月在中科院大连化学物理研究所获分析化学博士学位。2002年8月至2003年6月及2003年7月至2006年6月,分别在德国马普学会马格德堡研究所和美国北卡罗莱纳大学公共卫生学院从事电色谱和小分子代谢分析及毒理研究工作。2007年3月受聘中国科学院大连化学物理研究所,2008年3月获中国科学院“百人计划”入选者荣誉称号,2009年6月获中国科学院“百人计划”择优支持。自1999年以来,在毛细管电色谱、生物分子的分离分析、小分子代谢及毒理等方面做出了许多创新性工作。曾获中国分析测试协会优秀成果一等奖,申请国家发明专利5项,授权1项,发表论文40余篇,SCI论文被引355次。现承担生物分离材料相关基金面上、863项目、科学院重要方向性项目等研究课题。
      

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 09:59 , Processed in 0.126626 second(s), 42 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表