我國平面超級電容高效制備技術獲突破 產(chǎn)業(yè)發(fā)展或提速
摘要: 6月26日從中科院獲悉,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研究員吳忠?guī)泩F隊與中國科學院金屬研究所研究員任文才團隊合作,通過掩膜版協(xié)助一步過濾法制備出具有疊層結構的二維黑磷烯與石
6月26日從中科院獲悉,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研究員吳忠?guī)泩F隊與中國科學院金屬研究所研究員任文才團隊合作,通過掩膜版協(xié)助一步過濾法制備出具有疊層結構的二維黑磷烯與石墨烯復合微電極。該電極可直接轉移到柔性基底作為平面超級電容器,在離子液體中顯示出優(yōu)異的能量密度和良好的機械柔韌性。相關研究成果發(fā)表在《美國化學會-納米》(ACSNano)雜志上。
可穿戴和便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,極大地促進了現(xiàn)代社會對高能量密度、輕量便攜化、柔性化的儲能器件的需求。平面超級電容器由于其具有厚度薄、體積小、功率密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點被認為是集成電子器件中重要的微電源儲能器件而備受關注。然而,以往制備平面化微型電容器的制備工藝復雜,通常需要采用光刻蝕、等離子體刻蝕等較為苛刻的技術手段,因此,發(fā)展出一種簡單、高效制備高性能平面型微型化超級電容器的方法十分必要。
最近,該研究團隊利用高導電的石墨烯納米片和高容量的黑磷烯納米片為電極材料,在平行交叉模板協(xié)助下,通過簡單的一步過濾法構筑出具有疊層結構的、高導電石墨烯/黑磷烯圖案化的復合微電極,將該電極應用于平面型超級電容器,在離子液體中表現(xiàn)出較高工作電壓(3V)和能量密度(11.6mWh/cm3)。此外,在高度彎曲狀態(tài)下,該平面超級電容器仍能保持良好的性能。這種器件加工策略不僅簡單易行,而且在器件制備過程中無需加入常規(guī)的金屬集流體、內(nèi)部互聯(lián)或接觸體,可構筑模塊化器件,進而獲得高的容量和輸出電壓。
【產(chǎn)業(yè)發(fā)展】
隨著柔性電子學的發(fā)展,可穿戴電子設備正在飛速進入人們的生活。為了實現(xiàn)可穿戴器件的產(chǎn)品化,其供能部件也需要柔性化和高性能化,因此,高性能的柔性儲能器件將越來越顯示出其潛在的市場價值。
超級電容器作為一種新型的電能存儲器件,能量密度高于傳統(tǒng)的平行板電容器,功率密度和使用壽命優(yōu)于鋰離子電池,因而被廣泛研究。然而,超級電容器在遭受彎曲變形以后,高分子電解質層保持良好,電極材料結構往往被破壞,儲能特性下降。電極材料力學性能的欠缺嚴重限制了超電容在柔性可穿戴領域的應用,因此,兼具力學特性與儲能特性的柔性超級電容器的研制,仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。
超級電容概念股相關上市公司匯總:
江海股份:2013年5月,公司與日本ACT公司簽署知識產(chǎn)權整體轉讓協(xié)議,ACT公司將其持有的鋰離子超級電容器全部生產(chǎn)技術資料及技術數(shù)據(jù)、專利權整體轉讓給公司,協(xié)議價150萬元。該公司主要從事電動和混合動力汽車及其他儲能用鋰離子超級電容器的開發(fā)。協(xié)議中轉讓的知識產(chǎn)權涉及鋰離子超級電容器及模組技術的53項專利權。公司在深交所互動易平臺上表示,超級電容器應用前景比較廣闊,主要用于新能源汽車、公交系統(tǒng)、軍工,公司購買日本ACT公司的專利技術也是基于這方面的考慮,當前,會根據(jù)市場情況考慮建設超級電容器生產(chǎn)線。2013年12月,公司在深交所互動平臺表示已聘用超級電容器技術的核心人員全力推進研發(fā),以盡快產(chǎn)業(yè)化。
江蘇國泰:國泰華榮化工公司是一家以鋰電池材料、有機硅材料為發(fā)展方向的國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)。電解液產(chǎn)品包括一次鋰電池電解液、二次鋰離子電池電解液、動力電池電解液和超級電容器電解液等;硅烷偶聯(lián)劑涵蓋九大系列六十多個品種。產(chǎn)品出口日本、美國、歐洲、澳洲等國家和地區(qū),與行業(yè)內(nèi)的國際大公司建立了戰(zhàn)略伙伴合作關系,是世界三大鋰離子電池電解液供應商之一和國內(nèi)主要的硅烷偶聯(lián)劑制造商。
新宙邦:公司電容器化學品產(chǎn)品主要有鋁電解電容器化學品、固態(tài)高分子電容器化學品、超級電容器化學品。公司為國內(nèi)鋁電解電容器化學品的龍頭企業(yè),在規(guī)模、研發(fā)、品牌、品質和服務等方面處于領先地位,已申請多項國家發(fā)明專利,并已成為全球主要的鋁電解電容器化學品供應商之一。公司已成為世界主流的固態(tài)高分子電容器制造商的合格供應商,客戶包括NICHICON、CHEMI-CON以及臺灣鈺邦等公司。公司自主創(chuàng)新掌握了超級電容器電解液的關鍵技術—電解質季銨鹽合成技術及電解液配制技術,已成為全球主流的超級電容器制造商美國MAXWELL、REDI公司、韓國NESSCAP等公司的合格供應商。
南都電源:鉛炭超級電池研究開發(fā):鉛炭電池是將鉛酸電池和超級電容器有效結合在一起,該項目采用多項國際前沿技術:負極采用石墨化泡沫炭技術;負極活性物質采用鉛炭技術;正極采用鈦基集流體,能夠有效降低電池重量,大幅提高電池的比能量,充電接受能力是現(xiàn)有產(chǎn)品的8倍,電池循環(huán)壽命提高4倍以上,功率提高1倍,適合于大容量儲能與混合動力汽車領域的應用。
黑牡丹:參股公司集星科技設立了我國首家超級電容研究院。
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