鈦酸（suān）鈉碰上石墨烯，開發高能量、高功率（lǜ）微型電容器（qì） 瀏覽（lǎn）數:2次（cì）

把海膽狀的鈦酸鈉作為（wéi）負極，多孔活化石墨烯作為正（zhèng）極（jí），當它們結合時會產生怎樣的“火花”？近（jìn）日從（cóng）中國科學（xué）院（yuàn）大（dà）連化學物理研究所（suǒ）獲悉，該所吳忠帥研究員團隊與包信和院士團隊合作，讓“海膽”與石墨烯（xī）結合，開發（fā）出具有高能（néng）量密度、高耐熱性能的柔（róu）性鈉（nà）離子微（wēi）型超級電容器。



　　微型傳感器、微型機器人、自供電微係統等（děng）都離不開微型電化學儲能器件，該器件主要是指一類電極尺寸在微米範圍內的小型化電源，被認為是柔性化、微型化、智（zhì）能（néng）化集成電子產品的關鍵電源，目前主要分為微型電池和（hé）微型超級電容器，以及（jí）近年來出現的雜化微型超級電容器。



　　據介紹，微型電池具有較（jiào）高的能（néng）量密度，但其功率密度較低（dī）；微型超級電容器具有較高的功率密（mì）度（dù），但能量密度又（yòu）較（jiào）低。而雜化微型超級電容器則結合了微（wēi）型電池的高能量密度以及微（wēi）型超級電容器的高功（gōng）率密度（dù）的優點，成為一種新型的（de）微型電化學儲能器件，這其中比較有代表（biǎo）性的就是鋰離子微型超級電容器。



　　鋰離子微型超級電容器具有較（jiào）高的能量密度和功率密度，但（dàn）其大（dà）規模應用受（shòu）製於金屬鋰的資源限製和（hé）較高的開發成本（鋰的地殼豐度（dù）為0.006%）。與此相反（fǎn），鈉的（de）地殼資源豐富，占比（bǐ）達2.74%，開發成本較為低廉，與鋰的電（diàn）化學性能也較為相似，開發出鈉離子微型超（chāo）級電容器（qì）具有重要的應用前景。



　　中科（kē）院大連化物所研發（fā）團隊將海膽狀的鈦酸鈉作為（wéi）電池型的負極（jí），多孔活化石墨烯（xī）為電容型的正極，結合高（gāo）壓離（lí）子液（yè）體凝膠電（diàn）解液（yè），成功構建出柔性化鈉離子微型超級電容器。他們通過電（diàn）池型負極和（hé）電容（róng）型正極的有效耦合，使鈉（nà）離子微（wēi）型超級電容器能夠在（zài）3.5伏的高壓下穩定工作，高能量密度達到37.1毫瓦時/立方厘米，並（bìng）形成（chéng）超低的自放電速率。



　　研發人員介紹，該（gāi）鈉離子微型超級電容器具有多方向快速離子擴散（sàn）通道，極大地降低了電荷轉移電阻，並顯著提（tí）高了功（gōng）率（lǜ）密度。同時，由（yóu）於器件的平麵幾何結構和離子凝膠電解液的不可燃性，該（gāi）微型器件具有良好的機（jī）械柔韌（rèn）性和80℃的高溫穩定性。