微电子打印机制备ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器及其性能研究

作     者：简毅嘉 王星辉 JIAN Yi-jia;WANG Xing-hui

作者机构：福州大学物理与信息工程学院微纳器件与太阳能电池研究所福建福州350108 

出 版 物：《功能材料与器件学报》 (Journal of Functional Materials and Devices)

年 卷 期：2023年第2期

页      面：97-102页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：福建省闽江学者人才计划项目 

主　　题：平面超级电容器 微电子打印机 锌锰氧化物 碳纳米管 

摘      要：近年来,具备可穿戴和柔性功能的便携式电子设备备受关注,对提供其能量的储能器件研究也逐渐成为热点。平面超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、循环稳定性好、易于集成等优点,是重要的可穿戴和柔性电子产品的潜在电源。在电极材料中,锰酸锌(ZnMn_(2)O_(4))拥有较高的理论比电容,但存在电导率较差的难题,这影响了其循环稳定性和功率密度。碳纳米管(CNTs)具有优异的长期稳定性和高功率密度,以及较好的电导率,因此可以通过引入CNTs改善ZnMn_(2)O_(4)电导率。微电子打印技术是是一种简便的制备平面超级电容器的新方法。本文采用水热法制备出ZnMn_(2)O_(4)和CNTs复合材料,并且利用微电子打印机中的点胶打印功能,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上制备得到基于ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器。结果表明,采用该方法制备得到的ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器,由于引入了CNTs,改善了ZnMn_(2)O_(4)的电导率,能展现出更好的性能。在0.023 mA cm^(-2)电流密度下其比电容达到了13.687 mF cm^(-2),在10000圈的循环后,电容保持率高达99.47%,远优于纯ZnMn_(2)O_(4)的电化学性能。