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高性能石墨烯/黑磷烯柔性超级电容器助力未来柔性电子设备

2017-07-20 10:23:00 来源:央广网 责任编辑:

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  高性能石墨烯/黑磷烯柔性超级电容器助力未来柔性电子设备

央广网大连7月20日消息(记者贾铁生 通讯员肖涵 赵雪君)记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,当今世界,随着现代科技的快速发展,可弯曲式显示屏、电子衬衫和卷屏手机等柔性电子产品概念逐渐从概念产品靠近消费领域,引发了消费者的极大兴趣和期待。而这些柔性化、微型化的智能电子产品的问世,带动了其配套的芯片储能器件的发展,柔性化、微型化、平面化超级电容器应用而生。

与传统的储能器件相比,该类型的超级电容器具有轻量化、厚度薄、体积小、高功率密度、长循环寿命和快速频率响应等优点,被认为是集成电子器件重要的微电源储能器件,引起了世界各国的广泛关注。然而,制备柔性化、微型化、平面化超级电容器的工艺通常十分复杂,需要采用光刻蚀、等离子体刻蚀等较为苛刻的技术手段来获取相应的电极。因此,发展一种简单、高效制备高性能柔性化、微型化、平面化超级电容器的方法十分必要。

石墨烯是一种二维的碳材料,2010年的诺贝尔物理学奖将其带入了人们的视线。那么,到底什么是石墨烯呢?简单而言,将有序排列的、蜂窝状、层层堆叠形成的石墨,剥离成单层的薄片时,这种只有一个碳原子厚度的单层石墨就被称为石墨烯。那么石墨烯为什么会有这么大的名声呢?这是因为这种单原子厚度的石墨烯具有独特的、非常规物理化学性质。特别是具有超高的比表面积(2620m2/g)、高的理论比容量(550F/g)、超高的导电性等,因此被广泛的应用于电极材料的研究中。尤其是对于平面化微型超级电容器来说,利用石墨烯作为电极材料能够充分利用石墨烯的优势,不仅能够进一步降低整个器件薄度、减小体积,同时实现了电解液离子的快速迁移,从而实现电荷的高能量存储。与石墨烯相似,黑磷烯是一种新型的二维材料,由于其独特的半导体性质和微观褶皱结构,在光学及电子设备领域中有着广泛的研究基础。而这两种材料的有机结合则使得获得高性能储能材料成为了可能。

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