近日，天津大學(xué)趙乃勤教授課題組與天津工業(yè)大學(xué)康建立教授合作，成功研發(fā)了迄今最薄的碳納米材料薄膜超級(jí)電容器，其厚度約30微米，僅為A4紙的1/3。
隨著新產(chǎn)品和新功能的電子整機(jī)日新月異、產(chǎn)品的市場(chǎng)壽命越來(lái)越短，這對(duì)電子元件各個(gè)方面要求更高。且由于受世界經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，電容器產(chǎn)業(yè)面臨能源成本、材料成本、勞動(dòng)力成本、環(huán)保成本的全面上漲，而產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)格卻一再下降，整個(gè)行業(yè)的經(jīng)營(yíng)受到雙重壓力。所以電子元件產(chǎn)業(yè)要變強(qiáng)，必須做到企業(yè)創(chuàng)新、行業(yè)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，才能跟上電子信息整機(jī)發(fā)展的需要。
輕質(zhì)超薄是這款超電容的顯著特點(diǎn)。為獲得高的器件綜合性能，該研究團(tuán)隊(duì)從器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)出發(fā)，使其兼具超高能量密度和功率密度。他們先采用化學(xué)氣相沉積法一步制備了一種柔韌多孔碳納米纖維/超薄石墨層雜化薄膜，再以固態(tài)電解質(zhì)封裝兩片雜化薄膜得到全固態(tài)自支撐薄膜超電容。經(jīng)過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該器件整體的體積能量密度和功率密度比目前已報(bào)道的同類(lèi)超電容高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，即性能更優(yōu)，“身材”更小但“能量”更大。該超電容每平方米重量?jī)H為58克，且有很好的柔韌性，若將其嵌入到衣服中，可使衣服變成給電子產(chǎn)品供電的“電源”。
據(jù)介紹，該電容器還具有很好的抗變形性和循環(huán)穩(wěn)定性，充放電循環(huán)5000次后電容量保持在96%以上。此外，該超電容采用全固態(tài)設(shè)計(jì)理念，當(dāng)其遭受撞擊或者損壞時(shí)不會(huì)有液體外泄情況發(fā)生。該超電容還具備使用壽命長(zhǎng)、充放電速度快等優(yōu)勢(shì)，在可穿戴電子器件和微器件領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化，世界電子信息整機(jī)制造企業(yè)紛紛在中國(guó)設(shè)廠(chǎng)，跨國(guó)公司在中國(guó)采購(gòu)，再加上國(guó)內(nèi)原有電子信息制造業(yè)的發(fā)展，這進(jìn)一步擴(kuò)大了我國(guó)電容器的消費(fèi)市場(chǎng)。
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