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化工进展 2022年第1期41卷 350-358页

作者：邹星宇赵文霞刘勇许瑞梅中山大学材料科学与工程学院广东广州510006 中山大学测试中心广东广州510275

可穿戴和便携式电子设备迫切需要发展透明超级电容器等电化学储能器件。炭化树叶叶脉由连续的碳纤维网络构成,具有非常好的透明性,且兼具导电性好和质量轻的优点。本文以炭化菩提树叶叶脉网络为集流体,通过溶剂热法在其上原位生长了Ni/C... 详细信息

可穿戴和便携式电子设备迫切需要发展透明超级电容器等电化学储能器件。炭化树叶叶脉由连续的碳纤维网络构成,具有非常好的透明性,且兼具导电性好和质量轻的优点。本文以炭化菩提树叶叶脉网络为集流体,通过溶剂热法在其上原位生长了Ni/Co混合金属-有机框架材料(Ni/Co-MOF)。炭化叶脉的连续碳纤维网络有利于电子连续传输及电解液的输运;Ni/Co-MOF中混合金属中心有利于提供更多的电化学位点存储电荷。所制备的炭化叶脉网络@Ni/Co-MOF透明电极在1mA/cm^(2)电流密度下表现出1.15F/cm^(2)的高面积容量,经过1000次循环后,容量保持率为105.4%,仍具有良好的循环稳定性。以炭化叶脉网络@Ni/Co-MOF和炭化叶脉网络@活性炭组装成非对称透明超级电容器,在1.6V的大电势窗口、1mA/cm^(2)的电流密度下,得到的面积容量为0.47F/cm^(2)、面积能量密度为0.61W·h/cm^(2);并具有良好的循环稳定性,在循环300圈后,容量保持率为93.6%。炭化叶脉网络@MOF材料的方法将为制备透明功能器件如传感器、光电器件、太阳电池和锂离子电池等应用提供了新途径。

关键词：电化学金属-有机框架粉体炭化叶脉网络透明超级电容器

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大面积柔性低雾度导电膜的可控制备及其在能量储存器件方面的应用研究

大面积柔性低雾度导电膜的可控制备及其在能量储存器件方面的应用...

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作者：焦鑫天津理工大学

学位级别：硕士

柔性电子器件以其在商业化电子设备、医疗检测、可穿戴电子设备等方面广阔的应用前景受到研究者们的持续关注并取得了一系列的突破。近几年柔性电子设备的透明化引起了人们广泛的研究兴趣。电源供给装置作为电子设备不可或缺的元件,许... 详细信息

柔性电子器件以其在商业化电子设备、医疗检测、可穿戴电子设备等方面广阔的应用前景受到研究者们的持续关注并取得了一系列的突破。近几年柔性电子设备的透明化引起了人们广泛的研究兴趣。电源供给装置作为电子设备不可或缺的元件,许多研究工作致力于发展透明能量储存装置的新材料和新的结构。其中,透明柔性超级电容器被认为是可穿戴和完全透明电子设备开发的关键能量存储组件。然而,目前的透明超级电容器电极材料的发展面临着良好导电性和高储能容量无法兼得的尴尬境地,并且在柔性透明电极的低成本、大面积制备等方面正面临着诸多挑战。此外,对于透明的储能电极材料,特别是具有可视化用途和呈像功能的透明储能器件,对于实现透明电极材料的高清晰度方面的研究少有报道。在此,我们开发了一种简便的界面聚合方法,用于以经济、高效的方式大面积制备柔性聚吡咯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PPy/PET)透明储能电极薄膜。PPy/PET薄膜具有高度均匀的表面形貌,以及良好的透光率;合成过程中薄膜的表面结构受到反应时间的影响,表面结构的演变获得了不同的电导率、透光率和雾度等性能,这意味着可以通过控制反应时间来获得合适的性能参数。最终我们合成了高清的(小于2%的雾度等级)PPy/PET透明储能电极薄膜。进一步在循环伏安法、恒流充放电以及交流阻抗的测试下,PPy/PET材料表现出很好的赝电容储能行为;组装成三明治状的透明超级电容器成功的点亮了红色LED灯珠。在高性能的电化学储能方面具有很大的应用潜力。开发了一种在PPy/PET薄膜上刻写的策略制备透明的微型叉指电极,此种方法在同一张基底上可以连续制造多个图案化的微超级电容器,获得的微型透明超级电容器表现出1.66%的低雾度水平和70.2%的高透明度。值得注意的是,低雾度透明微型超级电容器具有较高的能量密度,并且在极端弯曲状态下几乎不存在电容量的损失。这项工作展示了大面积和低雾度透明柔性超级电容器简单的制备方法,并且还启发了对整体透明的微型可穿戴电子器件的构建方法。最后,研究了PPy/PET薄膜应用于电致变色-储能双功能器件的可能性,聚吡咯薄膜表现出了很好的电致变色活性,并通过复合碳纳米管网格结构提高了电极的储能容量并改善了电致变色的循环稳定性。

关键词：透明超级电容器聚吡咯柔性电极材料低雾度多功能储能器件

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