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研制新型高电压钾离子微型超级电容器

2021-03-30 光明网 【 字体:

  柔性钾离子微型超等电容器与压力传感器集成。中科院大连化学物理研讨所供图

  克日,中科院大连化学物理研讨所研讨员吴忠帅团队开辟出一种基于MXene衍生钛酸钾负极资料的高电压钾离子微型超等电容器,并构建出微型超等电容器—压力传感器的集成微零碎。相干研讨成果颁发于《先进能源资料》。

  因为超高的功率密度、快捷的充放电速率和长寿命,微型超等电容器在柔性、可穿着、可植入微电子范畴有着宏大潜力,然则其仍存在能量密度较低和电位窗口较窄等题目。在浩瀚金属离子中,钾离子资本丰厚、还原电位低,且在非水电解质中拥有较弱的溶剂化效应和较小的斯托克斯半径,这有助于进步钾离子转移数和离子导电性。然则,钾离子微型超等电容器的关头资料与器件公道设想依然存在挑衅。

  研讨中,团队进展了同时氧化和碱化MXene的计谋,制备出新型钛酸钾纳米棒资料。该资料拥有较大的长径比和离子散布系数和较高的储钾比容量。尔后,研讨人员以钛酸钾为负极,活化石墨烯为正极,连系高电压的离子液体凝胶电解液,构建出新型钾离子微型超等电容器。该电容器拥有3.8V的高电压窗口,优于此前报导的微型超等电容器,体积能量密度到达34.1mWh/cm3,拥有优良的倍率功能和轮回功能。另外,该电容器在同一柔性基底上与压力传感器兼容集成能够敏捷地监测身材活动。

  团队引见,该研讨不但为高功能微型超等电容器的设想供给了新思路,还为微型超等电容器供电柔性电子器件供给了规范。(记者卜叶)

[义务编纂: 张梦凡 ]

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