美國萊斯大學(xué)開發(fā)出不用鋰的超級電容,厚度僅0.2mm

時(shí)間:2014-05-14

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:美國萊斯大學(xué)(Rice University)面向可穿戴終端開發(fā)出了厚度僅0.2mm的超薄柔性雙電層電容器(也稱超級電容器),直徑約為2cm。代表電容性能的輸出密度為112kW/kg,代表二次電池性能的能量密度為384Wh/kg,均高于現(xiàn)有的普通雙電層電容器和二次電池產(chǎn)品。其主要材料為多孔質(zhì)氟化鎳(NiF2),基板采用PET樹脂。進(jìn)行1000次彎曲測試和1萬次充放電測試后,靜電容量比原來減少了24

萊斯大學(xué)開發(fā)的薄膜型柔性雙電層電容器(照片:Jeff Fitlow/萊斯大學(xué))

開發(fā)出這款雙電層電容器的是萊斯大學(xué)化學(xué)專業(yè)教授JamesTour的研究團(tuán)隊(duì)。雙電層電容器采用由多孔質(zhì)NiF2層(900nm厚)、作為電極的金鉻(Au/Cr)層以及PET基板將在固體電解質(zhì)片材夾在中間的結(jié)構(gòu)。電解質(zhì)采用在聚乙烯醇中加入了氫氧化鉀的材料。

大致的制作流程是,首先在基板上形成Ni層,對其進(jìn)行蝕刻后開多個直徑約為5nm的通孔,同時(shí)使Ni反應(yīng)生成NiF2。然后去掉基板,使其與電極一起夾住電解質(zhì)。

即使在1萬次充放電后,也沒有發(fā)現(xiàn)多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)有劣化現(xiàn)象,電極和電解質(zhì)的界面也沒有出現(xiàn)較大的變化。

JamesTour表示,“這種雙電層電容器雖然結(jié)構(gòu)極為簡單,但輸出密度等性能非常好。已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn),正在與多家廠商進(jìn)行洽談”。

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