作者:卜叶 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/8 16:49:29
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打印出微型超级电容器和自供电集成系统

 

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅团队与刘生忠团队合作,开发出一种水系MXene/PH1000杂化墨水,利用喷墨打印技术高精度、规模化制备出高体积容量的微型超级电容器,并构建出平面全柔性自供电温度传感系统。相关研究成果发表在《先进能源材料》上。

便携式、可穿戴微型电化学储能器件不仅要有较高的电化学性能,还要有柔性、长寿命、可定制形状以及与微电子兼容集成等特性。将产能、储能和用能器件集于一体,构建自供电系统可以解决可再生能源发电间歇性的问题。目前,这类集成微系统大多采用多种制造技术,如光刻、激光切割、电沉积等,不能保证良好的兼容性和较低的成本。喷墨打印是一种高精度、非接触、无需掩模板的打印技术,被认为是一种可定制化设计智能柔性电子产品的策略。然而,制备性能稳定、可打印、环境友好的墨水仍具有挑战。

合作团队研发出的新墨水,具有高电导率、可调的粘度、卓越的打印性及长期稳定性,可同时作为高电容电极、高导电集流体、无金属连接线和导电粘合剂。喷墨打印的微型超级电容器具有高体积电容量、高面电压,60个串联的无金属集流体和连接线的微型超级电容器可以输出高达36V的电压。此外,合作团队还在柔性衬底上打印微型超级电容器与温度传感器,同时与柔性硅薄膜太阳电池集成,构建了全柔性自供电温度传感集成系统,实现了对温度变化的即时监测。该水系MXene杂化墨水为构建可打印的自供电微系统开辟了新路径。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/aenm.202100746

 
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