近日,中国石油大学(华东)材料科学与工程学院臧晓蓓与清华大学康飞宇、朱宏伟教授合作,在耐温柔性超级电容器研究方面取得重要进展,相关研究论文《亚博体育YABO亚博官方网站》(Temperature-resistant and flexible supercapacitors based on 10-inch wafer-scale nanocarbon films)于2019年4月以封面文章的形式在《亚博体育YABO亚博官方网站》(Science China Materials)发表。臧晓蓓讲师为第一作者和通讯作者,中国石油大学(华东)为第一署名单位。
当今世界对于电子产品的要求不再局限于可使用,舒适性也至关重要。储能器件作为电子产品的核心元件,正由刚性向可穿戴发展。且应用场合普适性提高,需满足特殊空间和严峻气候环境的要求。然而,现有超级电容器的工作温度区间为150℃左右或柔性较差,无法同时兼顾柔性和耐温稳定性。因此,扩大超级电容器的使用范围十分必要。
在此项工作中,臧晓蓓等人制备了面积高达550cm2的石墨烯/碳纳米管/锰氧化物复合薄膜,是常规碳纳米复合薄膜材料尺寸的29倍,并将其用于耐温柔性超级电容器,并进行了详细的柔性和电化学性能表征和机理探索。
研究表明,该复合薄膜具有优异的机械性能,可满足柔性储能器件的要求,机械性能取决于石墨烯与碳纳米管的比例。随着碳纳米管的添加,复合薄膜的断裂强度由2 MPa增大到21MPa。同时,为了提高电化学性能,在双电层电容材料里引入赝电容材料(锰氧化物),将比电容提高2倍。
另外,研究者通过配合耐温性好的胶体电解质和封装工艺,此柔性超级电容器可在?20–200°C温度区间内保持良好的电化学性能和柔性,表现出优异的稳定性。审稿专家认为该项工作为复合纳米材料薄膜的大批量制备和适用于宽温度区间的柔性超级电容器的发展提供了新思路,具有重要的意义。
臧晓蓓博士长期从事纳米材料的制备及功能调控、柔性储能器件等多个领域的科学研究,研究成果相继刊发在Nano Energy(IF:13.120)、Small(IF:9.598)、Nanoscale(IF:7.233)等SCI一区TOP期刊。目前,已发表学术论文10余篇。
- 电子科大林媛、姚光 npj Flex. Electron./The Innovation:柔性诊疗电子器件进展 2024-10-10
- 天工大范杰/张青松教授、江南大学万爱兰副教授 JCIS: 基于PNIPAAm的温度响应离子导电水凝胶-用于柔性应变和温度传感 2024-10-10
- 四川大学汪秀丽教授团队 Macromolecules:采用柔性结构也能增强树脂机械性能?- 范德华相互作用对树脂机械性能的影响 2024-10-09
- 深大万学娟教授团队Nano Lett.:生物质水凝胶电解质迈向绿色耐用的超级电容器-增强阻燃性、低温自愈性、自粘性和长循环稳定性 2024-10-01
- 北京大学翟茂林教授团队 EEM:超拉伸高导电水凝胶电解质及其一体式柔性超级电容器 2024-08-30
- 贵州大学谢海波教授/张丽华副教授 CEJ:多功能壳聚糖基聚离子液体双网络水凝胶电解质用于超级电容器和应变传感器 2024-08-30