俄羅斯斯科爾科沃科技學(xué)院與芬蘭阿爾托大學(xué)的科研人員聯(lián)合研發(fā)出柔性超級電容器,其電極采用單層碳納米管,,而絕緣層則采用氮化硼納米管制備,。電容器可承受變形,且具有制造簡單,、使用壽命長的特點,。相關(guān)成果發(fā)布在《Scientific Reports》科學(xué)期刊上。
俄芬聯(lián)合科研團(tuán)隊回歸到“古典”技術(shù)路線,,即采用“雙電極+絕緣層”的電容器結(jié)構(gòu)方案,。柔性超級電容器的電極采用單層碳納米管,材料所具有的孔隙結(jié)構(gòu)可保證電極發(fā)達(dá)的比表面積,,從而提高其電容量,,且材料化學(xué)穩(wěn)定,為良導(dǎo)體,。而電極之間的空間填充氮化硼納米管作為絕緣層,,材料具有良好絕緣性,0.5毫米的厚度即可保證相應(yīng)的絕緣指標(biāo)要求,,且材料強(qiáng)度高,、塑性好。
柔性超級電容測試試驗結(jié)果表明,,2萬次充放電后電容器仍能保持96%的初始電容量,,其等價內(nèi)阻低,僅為4.6歐姆,,且可承受1千次以上的拉伸試驗,,相對伸長量可達(dá)50%。超級電容器的制備采用干法沉積和氣相沉積方法,,工藝簡單,,成本低廉,預(yù)計柔性超級電容器將很快進(jìn)入批量生產(chǎn),。
普通電容器由兩個電極及絕緣層構(gòu)成,,而超級電容器的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些,,其電極之間的空間填充了電解質(zhì),名義電極和電解質(zhì)交界處所形成的離子層發(fā)揮著電極的作用,。電子技術(shù)的迅速發(fā)展不斷對電容器提出新的性能要求,,而電子設(shè)備的小型化客觀要求作為其重要元件的電容器微型化,這就需要不斷完善并開發(fā)新型電容器,。
近年來人們熱衷于柔性筆記本電腦,,這又對電容器提出了能夠承受彎曲和拉伸的性能要求。在這種情況下,,聚合物及電解質(zhì)基礎(chǔ)上的超級電容器不能滿足要求,,其一,其物理性能不符合要求,,且機(jī)械強(qiáng)度低;其二,,其規(guī)格大,,材料厚度一般為0.2毫米,簡單采用縮小規(guī)格的方法會造成電容器內(nèi)阻值的急劇增大,。在性能指標(biāo)上,,柔性超級電容器具有更廣闊的市場空間。(科技部)