莱斯大学的研究人员开发了一种固态微型超级电容器,他们声称这种超级电容器可以与能量存储和传输的最佳超级电容器相媲美。这个设备不是电池,而是随着技术的进步变得类似于电池。传统电容器储存能量和释放能量的速度很快(例如在相机闪光灯中),不像普通锂离子电池需要很长时间才能充放电。
莱斯集团开发的微型超级电容器比电池快50倍,比传统电容器慢,在储能和输出功率方面与商用超级电容器相匹配。
这些器件是通过在室温空气中用商用激光将电极图案烧成塑料片来制造的,消除了限制微型超级电容器广泛应用的复杂制造条件。研究人员看到了一条成本效益高的卷对卷制造之路。
与需要几个光刻步骤的超级电容器不同,这些微型超级电容器通过燃烧图案、添加电解质和覆盖设备在几分钟内制成。研究人员表示,其电容和能量密度与商用薄膜电池相当,并提供比电池高两个数量级的功率密度,同时表现出长寿命和机械稳定性。
通过燃烧图案,添加电解质并覆盖它们,微型超级电容器可以在几分钟内制成。
它们的能量密度归因于激光诱导石墨烯(LIG)的特性。去年,研究小组发现,用激光加热商用聚酰亚胺塑料板会烧掉除顶部碳以外的所有东西,只剩下一种石墨烯。然而,激光在聚酰亚胺上留下了海绵状的石墨烯片阵列,而不是扁平的六边形原子环,这种原子环具有很高的表面积。
用激光加热商业聚酰亚胺塑料片会烧掉除了顶部碳以外的所有东西,留下一种石墨烯。
研究人员通过电沉积的方法用二氧化锰、氢氧化铁或聚苯胺处理他们的LIG图案,并将得到的复合材料转化为正负电极。然后,该复合材料可以制成固体微型超级电容器,无需集电器、粘合剂或隔板。
超级电容器将完全取代电池的一天即将到来,因为储能系统将在几分钟内充电,而不是几小时。莱斯大学的研究人员还没有完全到达那里,但他们已经很接近了。另一个有趣的点是,这些微型超级电容器只是塑料的。审核编辑黄浩宇
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