大化所開發(fā)出柔性鈉離子微型超級電容器

　　近日，中科院大連化物所吳忠?guī)浹芯繂T團隊與包信和院士團隊合作開發(fā)出具有高能量密度、高耐熱性能的柔性鈉離子微型超級電容器。

　　微型電化學(xué)儲能器件主要是指一類電極尺寸在微米范圍內(nèi)的小型化電源，被認(rèn)為是柔性化、微型化、智能化集成電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電源，如遙感器、微型機器人和自供電微系統(tǒng)等。微型電化學(xué)儲能器件主要包括微型電池和微型超級電容器。微型電池往往具有較高的能量密度，但其功率密度較低;微型超級電容器具有較高的功率密度，但能量密度較低。雜化微型超級電容器結(jié)合了微型電池的高能量密度以及微型超級電容器的高功率密度的優(yōu)點，是一種新型的微型電化學(xué)儲能器件，如鋰離子微型超級電容器。鋰離子微型超級電容器具有較高的能量密度和功率密度，但其大規(guī)模應(yīng)用受制于金屬鋰的低地殼豐度和較高的成本。

　　*近，該團隊以海膽狀的鈦酸鈉為電池型的負(fù)極、多孔活化石墨烯為電容型的正極，結(jié)合高壓離子液體凝膠電解液，成功構(gòu)建了柔性化鈉離子微型超級電容器。通過電池型負(fù)極和電容型正極的有效耦合，該鈉離子微型超級電容器能夠在3.5 V的高壓下穩(wěn)定工作，具有高能量密度和超低的自放電速率。該鈉離子微型超級電容器具有多方向快速離子擴散通道，極大地降低了電荷轉(zhuǎn)移電阻，并顯著提高了功率密度。同時，由于器件的平面幾何結(jié)構(gòu)和離子凝膠電解液的不可燃性，該微型器件具有良好的機械柔韌性和80℃的高溫穩(wěn)定性。