中科院物理所皮膚型超級電容器研究中取得進展
瀏覽： 發布日期：2016-12-27
近年來，隨著柔性可穿戴電子學的蓬勃發展，皮膚型電子器件的研究和制備已成為該領域的焦點之一。為了構筑一體化的電子系統，人們迫切需要一型的柔性、超薄、輕量化的皮膚型能量存儲裝置。超級電容器作為一種新型的儲能器件，引起了研究者們的廣泛關注，然而傳統的薄膜型超級電容器厚度一般在20μm以上，無法滿足柔性和皮膚電子學器件的實際要求。此外，該類超級電容器多采用金屬集流極和襯底，由于集流極多為脆性材料，價格高昂，且器件必須依附襯底，無法實現大角度彎折，因此現有器件難以應用于柔性便攜電子學，特別是皮膚電子學領域。
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）先進材料與結構分析實驗室“納米材料與介觀物理”研究小組，多年來一直致力于碳納米結構的制備、物性與應用基礎研究，近年來在碳納米材料基柔性儲能器件領域取得了系列成果。最近，該課題組研究生欒平山、張楠、張強在中科院院士解思深、研究員周維亞的指導下，與南開大學化學學院教授牛志強等人合作研制出一種柔性、超薄、自支撐、高性能的皮膚型超級電容器。
他們利用直接生長的碳納米管薄膜與PEDOT進行復合，并對其負載量和電化學性能進行優化。得益于大量“Y型結”構成的連續網絡結構，該復合薄膜具有高達1600S/cm的電導率和300MPa的力學強度，有助于皮膚型器件的構筑。相對于其它薄膜器件，該皮膚型超級電容器在比電容量、功率密度、響應時間上均體現出顯著優勢,有望應用于柔性可穿戴電子學和皮膚電子學等領域。
