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突破材料限制 首款可編制超級電容器誕生

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突破材料限制 首款可編制超級電容器誕生

發布日期:2017-05-28 作者: 點擊:

復旦大學高分子科學系和先進材料實驗室彭慧勝教授團隊通過設計一種新的旋轉平移制備法,首次成功制備出可拉伸的線狀超級電容器,從而有效結合了高分子材料的彈性及碳納米管的優異電學和機械性能。


      柔性便攜設備是當今電子器件的主流發展方向,彈性是其必不可少的特性之一。目前有彈性的電子器件,如電化學超級電容器、鋰離子電池、有機太陽能電池等都是在傳統的平面狀基底上實現的。便攜式應用設備要求必須具有質量輕、體積小、效率高等特點,同時還得具有一定的彈性,研究工作極具挑戰性。


      近年來有許多制備線狀微型器件的嘗試。與平面狀結構相比,線狀結構具有質輕和可編織的優勢。通常,同軸結構和纏繞結構的超級電容器在彎曲的條件下依然具有優異性能,但是它們沒有彈性,而彈性在許多應用中至關重要。比如實際應用的電子紡織器件,如果不具有彈性則易斷裂和破損。迄今為止,尚未有關于可拉伸高性能線狀超級電容器的研究,這主要是受到電極材料的限制。


      復旦大學團隊設計了一種旋轉平移法,可有效結合高分子的彈性及碳納米管的優異電學和機械性能,首次成功制備出可拉伸的線狀超級電容器。這種電容器可彎曲、折疊和拉伸,且在拉伸7 5%的情況下能1 00%保持電容器的各項性能。這種線狀電容器可進一步編織成各種形狀的織物,并可集成于各種微型電子器件上,從而滿足未來對于微型能源的需求。據悉,該項研究工作在線發表于《應用化學》(Angew.Chem.Int.Ed.)雜志。


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