即贴即用:有效拓宽微型超级电容器应用场景

AM-zhichunyi现今,为了推动新型电子设备向高度集成化,轻量便携化以及结构功能一体化发展,迫切需要微型储能器件的发展。微型超级电容器因其超高功率密度备受关注。然而,传统的通过光刻蚀等方法设计制作的微型超级电容器不仅成本较高,而且设计制造高度复杂,极大地限制了微型超级电容器的发展。此外,对于传统微型电容器,无论是设计灵活性还是应用场景的适应性都远远没有达到新型电子设备的需求。因此,如何低成本地设计制作微型超级电容器,同时具有灵活设计,即贴即用的优势是拓展其应用前景的一个重要挑战。

近期,香港城市大学物理及材料系支春义课题组利用导电聚合物——聚吡咯的自支撑特点,在热释放胶带的帮助下,实现了低成本设计制作高性能微型超级电容器。一方面,使用可重复利用的商品化定制的导电玻璃模板,通过电化学沉积的方法制作基于聚吡咯纳米线的自支撑微型超级电容器极大地简化了制作微型超级电容器的流程和降低了制作成本。其中,聚吡咯自身优良的导电性和储能性能确保了微型超级电容器优异的储能能力。另一方面,使用热释放胶带,微型超级电容器可以被转移到任何目标基底上,实现了即贴即用的特点,从而极大地增强了应用场景的适应性。基于此设计的微型超级电容器成本可低至每平方厘米不到1元。同时,该微型超级电容器能量密度可以达到15.25 mWh/cm3。此外,通过热释放胶带转移,该超级电容器可以被转移到任何基底和设备上作为储能模块。

该研究团队相信,利用商品化可定制的模板通过电化学沉积来设计制作可自支撑的微型超级电容器的这种方法为降低微型超级电容器的制作成本,并且大幅提高其应用适应性提供了新的策略。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201605137)。

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