可拉伸超級電容器
關注創建者：你吃派嗎 創建時間：2019-02-19
可拉伸超級電容器的實例教程
【圖文導讀】
圖1 可拉伸集成系統
（a）可拉伸集成系統制備示意圖；
（b）可拉伸微型超級電容器200%應變下的實物圖；
（c）可拉伸微型超級電容器無應變下的實物圖；
（d）無應變下， PDMS基底上褶皺SWCNT膜微電極SEM圖；
（e）不同應變下，褶皺SWCNT膜微電極、平整SWCNT膜微電極、PDMS基底上TiO2納米顆粒負載的SWCNT褶皺復合膜微電極的歸一化電阻。
圖2 可拉伸微型超級電容器電化學性能
（a）不同掃速下，可拉伸超級電容器的CV曲線；
（b）無應變與200%應變情況下，微型超級電容器放電電流密度與掃速的關系圖；
（c）無應變、100%應變、200%應變下，可拉伸微型超級電容器10 V s-1下的CV曲線；
（d）可拉伸微型超級電容器不同應變下的比電容；
（e）可拉伸微型超級電容器不同應變下的Nyquist阻抗曲線；
（f）可拉伸微型超級電容器不同應變下相角相對于頻率關系圖。
圖3 微型超級電容器集成系統性能
（a）單個微型超級電容器與四個微型超級電容器集成器件在10 V s-1下的CV曲線（插圖為器件結構示意圖）；
（b）單個微型超級電容器與四個微型超級電容器集成器件在1.5 μA cm-2 下的恒電流充放電曲線；
（c）不同應變下，微型超級電容器集成器件的比電容；
（d）相角相對于頻率關系圖。
圖4 紫外探測可拉伸微型超級電容器集成系統性能
（a）可拉伸集成系統實物圖片；
（b）不同應變下，集成系統作為光電探測器的光電流響應曲線；
（c）不同應變下，集成系統的靈敏度與比電容；
（d）光電探測原理圖；
（e）循環拉伸100次前后，集成系統光電響應圖；
（f）不同拉伸次數時，集成系統的靈敏度和比電容。
展開 介紹
可穿戴電子產品在我們的日常生活中變得越來越熱門。超級電容器由于其固有特性（例如，高功率密度和出色的循環穩定性）在可穿戴電子領域發揮一定作用。具有互連的周期性多孔微/宏結構的電極的構造可使超級電容器保有高重量電容和緊密的電子、離子傳輸，同時不會犧牲面積和體積。電極的結構不僅需為裝置提供了改善的電化學性能，還得滿足對個性化的追求。3D打印技術為設計電極的可控宏觀結構帶來新的可能性。氧化石墨烯（GO）是3D打印氣凝膠在電化學應用中最常用的墨水材料，這歸因于GO墨水的剪切稀化流變行為和可調節的彈性模量。通過基于直接墨跡書寫（DIW）基于石墨烯的3D打印技術構造具有所需的微觀和宏觀結構電極是一種可行的策略。但目前為止，通過3D打印技術實現GO的可印刷性以及構造具有高導電性和機械強度的石墨烯基氣凝膠仍然是一個巨大的挑戰。因此，尋求一種可靠的策略來制備具有可設計的宏觀結構和多孔微結構的可印刷GO油墨和氣凝膠具有重要意義。
近期，東華大學、江南大學和魯汶大學合作以聚酰胺酸（PAA）鹽作為交聯劑制備GO / PAA凝膠，該凝膠可用作基于DIW的3D打印技術的印刷油墨。PAA和GO之間的大量氫鍵促進了交聯網絡的形成，確保GO / PAA即使在低GO濃度（25 mg mL -1）下仍顯示出較高的模量和可成型性。后續熱處理后的碳氣凝膠（CAs）保持交聯的多孔微結構，同時引入了含N和O以改善石墨烯的機械性能，同時提供了快速的電子和離子傳輸，從而實現高電化學性能。作者對設計進行進一步編程來制備具有各種宏觀結構的滿足可定制結構和大面積電容需求的CA。該超級電容器具有優異的面電容（59.1 mF cm-2）和面能量密度（5.3μWh cm-2）。
展開 【科研摘要】
預計在物聯網時代，打印電子產品將促進廣泛分布的可穿戴電子產品。然而，開發廉價且穩定的電極油墨仍然是打印電子行業和學術界的重大挑戰。最近，為了克服聚苯胺的弱親水性，
西南交通大學
楊維清教授
/
張海濤副教授
，和加州大學洛杉磯分校
陳俊助理教授
團隊
通過一種簡便的組裝分散策略設計出了一種低成本，易于制造且空氣穩定的
導電聚合物（
CP）墨水，該策略可提供約10
?
2
S cm的高電導率以及在0.5 A g
-1
（脫水狀態）下具有顯著的386.9 F g
-1
的比電容。
不含添加劑的CP墨水通過噴涂方法直接用于
打印
可穿戴式微型超級電容器（MSC），可提供較高的面電容（96.6 mF cm
-2
）和體積電
容（
26.0 F cm
-3
），
性能優于大多數最先進的基于CP的超級電容器。這項工作為實現可擴展的MSC提供了一種新方法，從而為下一代分布式電子產品提供了一種經濟高效，環保且普及的能源解決方案。
相關論文以題為
Air-Stable Conductive Polymer Ink for Printed Wearable Micro-Supercapacitors
發表在《
Small
》上。
【科研摘要】
圖1
用于打印的可穿戴
MSC的空氣穩定型導電聚合物油墨。
圖2
CP油墨的特性和性能。
圖3
基于
CP墨水的MSC的電化學性能。
圖4
集成
MSCs電路的電化學性能。
展開 【引言】
鈉離子雜化超電電容(Na-HSCs)同時具備電池的高能量密度和超級電容器的高功率密度的特點，成為能源存儲領域的研究熱點。正交相的五氧化二鈮(T-Nb2O5)為典型的贗電容型材料，是理想的Na-HSCs負極材料。然而較低的電導率很大程度上限制了T-Nb2O5在Na-HSCs中的實際應用。為了改善T-Nb2O5基電極的電化學性能，研究人員在提高復合材料中碳含量方面進行了大量的嘗試，然而效果并不是十分理想。此外，關于柔性Na-HSCs器件的研究更是鮮有報道。
【成果簡介】
近日，蘇州大學的張力和孫靖宇(共同通訊作者)在Adv. Mater.上發表了題為“Caging Nb2O5 Nanowires in PECVD-Derived Graphene Capsules toward Bendable Sodium-Ion Hybrid Supercapacitors”的研究論文，報導了基于石墨烯-Nb2O5復合材料的可彎曲鈉離子雜化超級電容器的最新研究進展。研究人員借助等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)在T-Nb2O5納米線表面原位包覆少層石墨烯，制備得到可彎曲的Gr-Nb2O5復合材料。研究發現：少層石墨烯中豐富的拓撲缺陷有利于電子和Na+離子的高效傳遞，有利于Nb2O5和電解質界面處發生快速的贗電容過程；基于Gr-Nb2O5復合材料的Na-HSCs表現出優異的能量/功率密度；在不同狀態下反復彎曲測試后仍能表現出優異的電化學性能。
【圖文導讀】
圖-1.
展開 當我們關注能源和能量存儲應用領域時，我們會發現電容器是該領域的"無名英雄"。作為無源器件，電容器有兩個端子，可存儲能量并在需要時釋放能量—常常用來作為"備用"電源。在日常生活中，電容器的用途比我們想象的還要廣。例如，電容器可以用到鬧鐘等簡單日常用品，我們還可以常備一個荷電電容器，以便在斷電時應急使用。
還是拿鬧鐘舉例，如果電源斷開，電容器就會放電--向時鐘電路輸送電流，以確保其繼續運行。隨著電容器的應用越來越廣，新型電容器正在不斷進入市場，超級電容器(又稱雙電層電容器，EDLC)現在也被更大規模的使用。新能源汽車，諸如純電動車、混合動力汽車和電動巴士等都依賴于超級電容，因為它們具有比標準電容器大得多的電荷存儲空間，此外一些大功率和再生能源應用領域也在利用超級電容技術。其他應用領域包括國防、能源、航空航天以及各種工業應用。
電容器和超級電容器的用途
汽車領域是電容器和超級電容器的關鍵市場，汽車的許多功能為電容器提供用武之地。
啟動/停止功能和動力轉向需要電容器，混合動力汽車驅動需要超級電容器具有更大的功率容量。隨著電動汽車不斷發展并進入主流汽車市場，對電容的需求將進一步增加。未來技術進步有可能使超級電容器取代鋰離子電池作為動力源，并提供與汽油車甚至柴油動力汽車相當的行駛里程。
鐵路行業也開始充分挖掘超級電容器技術的應用潛力。比如由西班牙薩拉戈薩市的鐵路公司CAF制造的Urbos 3有軌電車，其使用一系列超級電容器，這些超級電容器位于車廂上部，用于回收剎車能量--可節省35%的電力。超級電容器可在電車停靠站充電而不需要架空電纜，也可在某些停靠站之間運行而無需使用電纜連接。
在再生能源領域，超級電容器在風力渦輪機等應用中具有重要地位。
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可拉伸超級電容器的相關專題、標簽、搜索
可拉伸超級電容器的最新內容
蓋世汽車訊 隨著能源需求日益增長，以及化石燃料減少，利用可再生能源發電，具有重要意義。而且，對于工業進步和人類福祉而言，能源存儲與能源生產同樣重要。超級電容器具有價格低、能量密度相對較高、比電容高、電容保留率高、可再生性等優點，是一種極具吸引力的電化學儲能系統。
（圖片來源：AZOM）
作為各種儲能技術中的電極材料
【摘要】
將
MXene 納米片的協同特性擴展到微孔氣凝膠結構需要有效的策略來克服納米片重新堆疊而不影響 MXene 的優勢特性。3D MXene 氣凝膠的傳統組裝方法通常涉及外部粘合劑/模板和/或額外的功能化，這會犧牲 MXene 氣凝膠的導電性和電化學活性。
最近
，
馬里蘭大學
摘要
受鉤-環扣件的啟發，福建師范大學
丁富傳副教授
，
康涅狄格大學
Ying Li
助理教授
/
孫陸逸教授
團隊
設計了一種包含具有高密度表面羥基的
α-磷酸鋯 (ZrP) 二維納米片的水凝膠網絡，作為具有眾多“鉤子”的納米貼片，而具有豐富胺官能團的聚合物鏈組充當“循環”。
肌肉功能是人體最重要的功能之一，但肌肉功能會隨著成年人的年齡增長而下降且易受到損傷。目前肌肉功能評估主要依賴于徒手肌力檢查、手持式測力儀，手握測力儀和經驗判斷等方法。其檢測結果往往受到測試場地、環境因素及測試人員主觀經驗判斷的影響，無法區分單一和群組肌肉功能。開發更先進，方便
介紹
電化學儲能
(EES) 設備的激增需要更先進的電力/儲能技術。
柔性準固態超級電容器
（FSSCs）由于具有循環壽命長、重量輕、功率密度高和環境友好等獨特而有前景的優勢，受到了迅速和廣泛的關注。通常通過單體和/或聚合物的化學和/或物理交聯合成的
水凝膠
已經成為快速發展 FSSC 的新興平臺。
木質纖維素材料
綠色/可持續、資源豐富且成本低；由于木質纖維素和水凝膠的協同作用
近日，安徽大學物理與材料科學學院吳明在教授和胡海波教授在可拉伸柔性微型鋅離子超級電容器領域取得重要研究進展。此項研究工作展示了一種簡單有效的策略,促進了高性能離子超級電容器的發展。相關研究成果以“Synchronously manipulating Zn2+ transfer and hydrogen/oxygen evolution kinetics
隨著人類生活質量的快速提高，便攜式和可穿戴電子設備的發展變得越來越迫切。清潔高效的新型儲能設備是其核心部件。其中，柔性超級電容器(SCs)因其超高功率密度、長循環壽命、柔性、安全性和高效率而引起了最大的科學興趣。另一方面，過渡金屬氮化物（TMNs）被認為是高性能儲能器件的潛在電極材料。然而，電化學反應過程中的結構不穩定性嚴重阻礙了它們的廣泛應用。克服這一障礙的一般方法是在導電基底上制備納米復合材料
【科研摘要】
柔性超級電容器
由于其高功率密度，長期循環壽命和出色的安全性而引起了越來越多的關注。與其他儲能設備一樣，柔性超級電容器在極端寒冷和
/或悶熱的氣候下工作時，性能也會嚴重下降，這極大地限制了其實際應用。
最近
，
同濟大學
陳濤教授
團隊
展示了一種具有高離子傳導性的聚合物水凝膠，用于具有高性能和出色的耐候性的柔性超級電容器
【科研摘要】
預計在物聯網時代，打印電子產品將促進廣泛分布的可穿戴電子產品。然而，開發廉價且穩定的電極油墨仍然是打印電子行業和學術界的重大挑戰。最近，為了克服聚苯胺的弱親水性，
西南交通大學
楊維清教授
/
張海濤副教授
，和加州大學洛杉磯分校
陳俊助理教授
團隊
通過一種簡便的組裝分散策略設計出了一種低成本，易于制造且空氣穩定的
導電聚合物（
CP
近日，南京林業大學博士研究生王峰以第一作者身份在材料領域國際頂級學術期刊《Advanced Functional Materials》（影響因子16.83）上發表了題為“Pyrolysis of Enzymolysis-Treated Wood:
