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本文要点:
通过简易和可扩展的掩模辅助连续离心铸造技术制造石墨烯平面集成MSC
成果简介
微型化的电化学储能设备,例如微型超级电容器(MSC),具有量身定制的性能以及轻巧,小型化,灵活性和出色集成度的多样化外形,对于将智能电源统一化的电子设备来说是非常必要的。尽管取得了很大的进步,但结合高集成度和高容积性能的MSC的制造仍未解决。本文,中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅研究员团队在《JENERGYCHEM》期刊发表名为“Scalableandfastfabricationofgrapheneintegratedmicro-supercapacitorswithremarkablevolumetriccapacitanceandflexibilitythroughcontinuouscentrifugalcoating”的论文,研究开发了一种简单,快速且可扩展的方法,通过一种有效的新型连续离心涂覆技术来制造基于石墨烯的高度集成的MSC。
值得注意的是,所得的高导电性石墨烯薄膜不仅可以充当图案化的微电极,而且还可以充当无金属的集电器和互连件,从而赋予模块化MSC高度的完整性,出色的灵活性,量身定制的电压和电容输出,以及出色的性能均匀性。更重要的是,在连续离心涂覆过程中产生的强大离心力和剪切力导致石墨烯薄膜具有高取向性,致密性和堆积密度,从而贡献了约31.8Fcm-3的出色体积电容和2.8mWhcm-3的体积能量密度,超过大多数报道的集成MSC。因此,该工作为集成MSC的简单,可扩展的制造铺平了道路,并为新一代电子设备提供了独立的微型电源,带来了广阔的发展空间。
图文导读
图1。(a)通过MCCC策略制造集成MSC的示意图。(b,c)图案化的GO-PH胶片(b)和rGO-PH胶片(c)的照片。
图2。GO纳米片,GO-PH膜和rGO-PH膜的表征。
图3。单个MCCC-MSC的电化学性能
图4。MCCC-MSC的集成和灵活性。
小结
总之,通过掩模辅助连续离心铸造技术简易和可扩展制造石墨烯平面集成MSC。结合2D石墨烯固有的吸引人的特性和先进的连续离心铸造策略的优势,所得的MCCC-MSC不仅表现出出色的灵活性,高集成度,通过串联连接多个电池而定制的电容和电压输出,而且还显示出高体积电容和能量密度。为新一代微型可穿戴电子产品(如智能手表,人造玻璃,可修补的生物传感器以及在狭窄狭小的空间中工作的其他微系统。重要的是,这种简化而有效的策略具有广泛的适用性,可以通过引入伪电容材料并通过多步离心涂覆设计不对称结构来构建具有更高比电容的集成微型储能装置。因此,这项工作将为制造创新的集成微型储能装置提供新的见解,该装置具有高电化学性能,出色的模块化和智能功能,可用于未来的电源一体化电子产品。
文献: