科学研究

柔性全固态平面集成线状超级电容器

来源:武汉光电国家研究中心   作者:  发布时间:2012年12月05日  点击量:

近些年,作为未来主导技术之一的柔性电子技术迅速成为世界各国研究的重点并呈现出广阔的发展空间。随着可弯曲液晶显示屏、人工电子皮肤和多种智能可穿着电子模块等柔性电子器件的出现,科研人员发现驱动这些器件的柔性储能元件存在明显的滞后和性能低效等问题。如果不能实现能源存储单元的柔性化将严重影响下一代新型柔性集成电子器件的实现。
作为新型能源存储器件之一的超级电容器具有高功率密度、长循环寿命和环境友好等诸多优势,逐渐成为与新型柔性器件相兼容的能量存储单元。但是,以往的超级电容器结构中包含电极材料、金属集流体、电解质和隔膜等,这些硬质部件使得开发的超级电容器存在着体积大、质量重、无法弯曲的缺点,从而难以实现在未来柔性电子器件上的应用。着眼于此,武汉光电国家实验室能源光电子功能实验室沈国震教授领导的团队一直致力于全柔性光电子器件与集成方面的研究。近期,该团队通过将多级ZnCo2O4纳米线阵列/碳纤维复合线状电极进行平面集成,使用低成本,快捷的方法成功的构建出新型高效的柔性全固态平面集成线状超级电容器。有趣的是,在排列2, 6, 10, 14, 20和30根的线状平面电容器时,我们发现了一个在微型器件中才易于观测到的复杂的分布电容现象,并有效的利用这一现象使器件在达到小型化的优势后,又能同时获得效率的相对最大化。

此项研究得到了国家自然科学基金(51002059, 21001046)、973项目(2011CBA00703, 2011CB933300)、新世纪优秀人才支持计划(NCET-11-0179)的支持。相关成果发表在德国Wiley公司期刊Small上(2012, DOI: 10.1002/smll.201202586。影响因子:8.349)。

图中所示为平面集成线状超级电容器结构、容量等相关信息

(责任编辑:陈智敏)