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美开发出非锂超级电容,厚度仅0.2mm [复制链接]

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美国莱斯大学(Rice University)面向可穿戴终端开发出了厚度仅0.2mm的超薄柔性双电层电容器(也称超级电容器,英文发布资料),直径约为2cm。代表电容性能的输出密度为112kW/kg,代表二次电池性能的能量密度为384Wh/kg,均高于现有的普通双电层电容器和二次电池产品。其主要材料为多孔质氟化镍(NiF2),基板采用PET树脂。进行1000次弯曲测试和1万次充放电测试后,静电容量比原来减少了24%。

  开发出这款双电层电容器的是莱斯大学化学专业教授James Tour的研究团队。双电层电容器采用由多孔质NiF2层(900nm厚)、作为电极的金铬(Au/Cr)层以及PET基板将在固体电解质片材夹在中间的结构。电解质采用在聚乙烯醇中加入了氢氧化钾的材料。

  大致的制作流程是,首先在基板上形成Ni层,对其进行蚀刻后开多个直径约为5nm的通孔,同时使Ni反应生成NiF2。然后去掉基板,使其与电极一起夹住电解质。

  即使在1万次充放电后,也没有发现多孔质结构有劣化现象,电极和电解质的界面也没有出现较大的变化。

  James Tour表示,“这种双电层电容器虽然结构极为简单,但输出密度等性能非常好。已经准备量产,正在与多家厂商进行洽谈”。
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