電容器的案例
電容容量的關鍵： 微小的設計變革可以重塑超級電容器的未來
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。
展開 電容器保護原理及功能
對不接地系統，電容器組中性點又不直接接地，不管電容器組放在絕緣支架上還是放在地上，都不是網絡自然電容的組成部分，故可不再裝設單相接地保護。目前我國在中性點非直接接地系統中，并聯電容器裝置的接線常為Y接線或雙Y接線。高壓和超高壓和超高壓中性點直接接地系統中或直流輸電系統交流側的并聯電容器裝置，一般采用Y0接線。
4.6. 反映電容器組內部故障的不平衡保護
大容量的并聯電容器組，是由許多單臺電容器串、并聯（一般為先并后串）組成。一臺電容器故障，由其專用的熔斷器切除，而對整個電容器組無甚大影響，因為電容器具有一定的過載能力，且在設計中進行設備選擇時，一般均留有適當裕度。但當多臺電容器故障并切除后，就可能使留下來繼續運行的電容器嚴重過載或過電壓（電容器切除后，故障段容抗增大，端電壓隨之升高可能>1.1額定電壓）而受損害，故需考慮保護措施，常用不平衡保護。保護的原理是反應一組電容器中健全部分與故障部分之間的差異（電流或電壓）。電容器組的接線方式（三角形、星形和雙星形）不同，構成不平衡保護的方式也不同。常用的保護方式有：零序電壓保護（開口三角電壓保護）、中性點不平衡電壓或電流保護、電壓差動保護、電橋差電流保護。所謂電容器組的零序電流平衡保護，就是在星形接線的兩組電容器的中性點連線上安裝零序電流互感器和零序電流繼電器。這樣，當某一相的電容器在運行中出現故障時，由于中性點上產生零序電流，零序電流互感器就會起動零序電流繼電器，使開關跳閘，從而可以斷開電容器組，防止故障繼續擴大。)
放電線圈適用于35kV及以下電力系統中, 與高壓并聯電容器組并聯連接,使電容器從電力系統中切除后的剩余電荷迅速泄放,電容器的剩余電壓在規定時間內達到要求值.帶有二次線圈,可供線路監控.
展開 同濟大學陳濤: DMSO摻雜的聚合物水凝膠電解質，在?20至100°C的溫度下保留高電容的柔性超級電容器
圖
3
基于抗凍P（AMPS
0.3
-co-AAM
0.4
）水凝膠的超級電容器在室溫下的電化學性能。（a和b）基于抗凍水凝膠的超級電容器在室溫下的CV和GCD曲線。（c）不同電流密度下的超級電容器的電容。（d）在不同的柔性條件下超級電容器的各種機械變形的數字圖像。（e）在不同彎曲角度下超級電容器的電容保持率。（f）5000次彎曲后超級電容器的電容保持率。裝置在不同彎曲時間下的插入GCD曲線。
圖
4
使用P（AMPS
0.3
-co-AAM
0.4
）水凝膠的CNT/PANI電極型超級電容器的寬溫度范圍操作特性。（a）低溫和高溫下超級電容器的示意圖。（b）在不同的工作溫度下，器件在3.33 mA cm
-2
下的GCD曲線。（c）在不同工作溫度下超級電容器的比電容。（d）超級電容器在不同工作溫度下的電化學阻抗譜圖（10
?
2
至10
5
Hz）。（e）在很寬的溫度范圍內循環測試超級電容器的比電容。（f）溫度超級電容器與之前報道的其他電容器的電容保持率的比較。
圖
5
（a和b）基于串聯的抗凍P（AMPS
0.3
-co-AAM
0.4
）的三種抗凍超級電容器的GCD和CV曲線。（c）演示了三個串聯的防凍超級電容器，這些超級電容器在置于室溫，密封在
?
23.5°C并浸入84.7°C的油浴中時為LED燈泡供電。左側的光學照片表示在平坦狀態下對設備進行了測試。（d）演示設備在25°C，-19°C和97.4°C的螺旋狀態下工作（如左圖所示）。
參考文獻
：
doi.org/10.1039/D1TA02397G
版權聲明：
「高分子材料科學
」公眾號旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。上述僅代表作者個人觀點。
展開 電容器 | 一文詳解MOM、MIM和MOS及其區別
金屬-氧化物-金屬電容器結構
金屬-氧化物-金屬電容器的優勢
成本低
電容密度高
出色的射頻（RF）特性
出色的匹配特性
無需額外的掩膜層
對稱平面結構
金屬-氧化物-金屬電容器的缺點
下極板寄生效應適中
密度低
串聯電感和電阻較高
擊穿電壓低
金屬-氧化物-金屬電容器的應用
高速集成電路（IC）
微電子
RF和模擬應用
振蕩電路
什么是金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器？
金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器是另一類具有明顯優勢的緊湊型電容器。它們類似于平行板電容器，其中金屬板（電極）由絕緣材料（介電）隔開。這類電容器具有較高的單位面積電容，因此得到了廣泛應用。為了進一步提高電容值，MIM電容器通常由三塊板構成，其中兩層是標準制造工藝的金屬層（通常是最上層），中間是一個特殊金屬層。這種獨特的布局使MIM電容器能夠實現更高的電容密度，同時保持絕緣介電材料的穩定性能和低漏電優勢。
金屬-絕緣體-金屬電容器結構
金屬-絕緣體-金屬電容器的優勢
穩定的電容
單位面積電容高
良好的品質因數
良好的線性特性
金屬-絕緣體-金屬電容器的缺點
需要特殊工藝來創建掩膜層
成本更高
金屬-絕緣體-金屬電容器的應用
集成電路（IC）
存儲器模塊
RF和微波器件
光電探測器
什么是金屬-氧化物-半導體（MOS）電容器？
展開 
電容器 | 一文詳解MOM、MIM和MOS及其區別
金屬-氧化物-金屬電容器的優勢
成本低
電容密度高
出色的射頻（RF）特性
出色的匹配特性
無需額外的掩膜層
對稱平面結構
金屬-氧化物-金屬電容器的缺點
下極板寄生效應適中
密度低
串聯電感和電阻較高
擊穿電壓低
金屬-氧化物-金屬電容器的應用
高速集成電路（IC）
微電子
RF和模擬應用
振蕩電路
什么是金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器？
金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器是另一類具有明顯優勢的緊湊型電容器。它們類似于平行板電容器，其中金屬板（電極）由絕緣材料（介電）隔開。這類電容器具有較高的單位面積電容，因此得到了廣泛應用。為了進一步提高電容值，MIM電容器通常由三塊板構成，其中兩層是標準制造工藝的金屬層（通常是最上層），中間是一個特殊金屬層。這種獨特的布局使MIM電容器能夠實現更高的電容密度，同時保持絕緣介電材料的穩定性能和低漏電優勢。
金屬-絕緣體-金屬電容器的優勢
穩定的電容
單位面積電容高
良好的品質因數
良好的線性特性
金屬-絕緣體-金屬電容器的缺點
需要特殊工藝來創建掩膜層
成本更高
金屬-絕緣體-金屬電容器的應用
集成電路（IC）
存儲器模塊
RF和微波器件
光電探測器
什么是金屬-氧化物-半導體（MOS）電容器？
金屬-氧化物-半導體（MOS）電容器本質上是一種用作電容器的晶體管，其中柵極是電容器的上極板，漏極和源極連接構成下極板，而柵極的薄氧化層是絕緣層。MOS電容器本身并不是一種廣泛使用的器件，不過，它是MOS晶體管（金屬-氧化物半導體場效應晶體管，簡稱MOSFET）的組成部分。
展開 電容器故障而導致跳閘，該如何解決？
電容器組故障改進措施
1.在各分組回路中安裝過負荷保護
由于過流保護根據4組電容器全部投入時整定，對分組諧波電流放大造成的過流現象反應遲鈍，甚至不反應，因此，在各分組回路安裝過負荷保護，由于交流接觸器只能開斷正常情況下的負荷電流，不能開斷故障電流，將交流接觸器更換為ZN-28型真空斷路器，在諧波含量高時，作用于跳閘，避免諧波對電容器造成損壞和內熔絲熔斷。
2.在各分組回路安裝開口三角電壓保護
當電容器某相內熔絲熔斷時，容抗發生變化，與其他兩相容抗不等，造成故障相與健全相電壓不平衡。于是，在各分組回路電壓互感器的二次繞組的開口三角處安裝一只低整定值的電壓繼電器，當一相內熔絲熔斷時，在開口三角處出現不平衡電壓，發出報警信號，此裝置能準確反映電容器內部故障，且不受系統接地和系統不平 衡電壓的影響，及時將受傷的電容器退出運行。
3.定期測量電容量
針對電容量測量困難，購置了先進的測量設備，采用全自動電容電橋定期測量電容器組，單臺電容器的電容量，不需拆連接線，測量簡便快捷，準確可靠。檢修人員 定期進行電容量測量，當電容器某一相個別內熔絲熔斷后，電容量將發生變化，當測得電容量減少，超過3時，及時將受傷的電容器退出運行。
設計和維護等方面的疏忽都可能對電容器的安全運行帶來隱患，因此，配置完善的保護，定期測量電容量，防微杜漸，才能減少甚至避免電容器事故擴大，提高電容器的可用率，延長電容器的使用壽命。
展開 Chemical Reviews 綜述：非對稱超級電容器的設計與機理
2.2雙電層電容器與贗電容器
雙電層電容和不同類型贗電容電極的電荷存儲機制示意圖
能量儲存材料的電化學行為的依賴性是顆粒尺寸的函數
2.3
電容式非對稱超級電容器與混合電容器
電池、電容式非對稱超級電容器和混合電容器的典型CV和GCD曲線示意圖
電池的CV和GCD曲線表現出明顯的法拉第峰和充放電平臺。相比之下，對于電容式非對稱超級電容器，兩個電極都顯示電容特性，從而產生理想的矩形CV曲線和三角形GCD曲線。基于全電容電極的電容式非對稱超級電容器的電化學性能可以根據從ΔQ/ΔU比導出的電容來評估。對于混合電容器，電容式電池和電池型電極都已組合成一個器件，整個器件的CV和GCD曲線可以表現出更多類似電容的行為，與理想的電容特性明顯偏離。
2.4
電解質
通常，超級電容器使用的電解質通常分為三種類型：（i）水溶液，（ii）有機溶劑，和（iii）離子液體，即純液體鹽。
展開 基于碳納米管和石墨烯的柔性超級電容器設計
【簡介】
超級電容器一般分為雙電層電容器（EDLC）和贗電容超級電容器。其中，EDLC主要通過電極表面和電解液離子之間的物理吸附，在電極/溶液界面處形成雙電層來儲存能量；贗電容則主要來源于電極表面和近表面的可逆法拉第反應。相比于電池，超級電容器的能量密度較低，但一般具有更高的功率密度，更長的循環穩定性和更高的倍率性能。在此基礎上，柔性超級電容器還要滿足在折疊、拉伸、壓縮等條件下的儲能需求。碳納米管和石墨烯材料已經在催化、電池等領域實現了廣泛應用。得益于大的比表面積，高導電性以及穩定的化學和力學性質，碳納米管和石墨烯在制備柔性超級電容器方面同樣極具潛力。
【柔性電容器的評價方法】
比容量，能量密度和功率密度是評價超級電容器的主要指標。三電極體系和兩電極體系被廣泛用于評價超級電容器的性能。但是，兩者具有較大的差異。例如，三電極體系多用于研究活性材料本身的基本電化學性質和電容行為，而兩電極體系則更接近于實際應用時超級電容器的構造。因此，當評價超級電容器整體器件性能時更適合使用兩電極體系進行評價。超級電容器的電化學性能表征技術主要通過循環伏安法和恒流充放電法測試。但是，對于柔韌性能的測試目前還沒有統一標準，多通過在折疊、拉伸、壓縮和扭曲狀態下對器件的電化學性能進行測試，來驗證柔性電容器是否可以在形變條件下正常工作，依此來評價電容器的柔性和結構穩定性。
【基于碳納米管材料的柔性超級電容器】
單根碳納米管的性質受直徑、手性及包角的影響巨大，實際應用中碳納米管多以薄膜、陣列以及交聯三維結構形式存在。
基于碳納米管薄膜的柔性超級電容器
在適當條件下，碳納米管之間會互相交織形成具有均勻電學性質的薄膜。化學氣相沉積、真空抽濾、界面反應以及打印等技術都被用來合成適用于柔性電容器的碳納米管薄膜。這些薄膜還可以作為進一步負載其他材料的柔性基底。
展開 南開大學牛志強團隊Nano Energy：可拉伸微型超級電容器
【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 【米思米機械設備知識分享】- 電容器基礎原理知識
電容器基礎知識
電容器是一種儲能元件，在電路中用于調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時。電容器通常叫做電容。按其結構可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。
常用電容的結構和特點
常用的電容器按其介質材料可分為電解電容器、云母電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容等。
鋁電解電容
它是由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質。它的特點是容量大，但是漏電大，誤差大，穩定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用于信號耦合。電解電容有正、負極之分，使用時不能接反。有正負極性，使用的時候，正負極不要接反。
紙介電容
用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成。它的特點是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用于低頻比較合適。
金屬化紙介電容
結構和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。
油浸紙介電容
它是把紙介電容浸在經過特別處理的油里，能增強它的耐壓。它的特點是電容量大、耐壓高，但是體積較大。
玻璃釉電容
以玻璃釉作介質，具有瓷介電容器的優點，且體積更小，耐高溫。
陶瓷電容用陶瓷做介質，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質薄膜做極板制成。它的特點是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。
鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度系數較大，適宜用于低頻電路。
薄膜電容
結構和紙介電容相同，介質是滌綸或者聚苯乙烯。
展開 薄膜電容器分類及特性介紹
薄膜電容器分類及特性介紹
薄膜電容器(Film Capacitor)又稱塑料薄膜電容(Plastic Film Capacitor)。其以塑料薄膜為電介質。
電容器依著介質的不同，它的種類很多，例如：電解質電容、紙質電容、薄膜電容、陶瓷電容、云母電容、空氣電容等。但是在音響器材中使用最頻繁的，當 屬電解電容器和薄膜(Film)電容器。電解電容大多被使用在需要電容量很大的地方，例如主電源部分的濾波電容，除了濾波之外，并兼做儲存電能之用。而薄 膜電容則廣泛被使用在模擬信號的交連，電源噪聲的旁路(反交連)等地方。
薄膜電容器結構及分類
薄膜電容器是以金屬箔當電極，將其和聚乙酯，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，從兩端重疊后，卷繞成圓筒狀的構造之電容器。而依塑料薄膜的種類又被分別稱為聚乙酯電容(又稱Mylar電容)，聚丙烯電容(又稱PP電容)，聚苯乙烯電容(又稱PS電容)和聚碳酸電容。
特性
薄膜電容器由于具有很多優良的特性，因此是一種性能優秀的電容器。它的主要等性如下：無極性， 絕緣阻抗很高，頻率特性優異(頻率響應寬廣)，而且介質損失很小。基于以上的優點，所以薄膜電容器被大量使用在模擬電路上。尤其是在信號交連的部份，必須 使用頻率特性良好，介質損失極低的電容器，方能確保信號在傳送時，不致有太大的失真情形發生。
其結構和紙介電容相同，介質是滌綸或者聚苯乙烯等。滌綸薄膜電容，介電常數較高，體積小，容量大，穩定性比較好，適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜電容，介質損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數大，可用于高頻電路。
在所有的塑料薄膜電容當中，聚丙烯(PP)電容和聚苯乙烯(PS)電容的特性最為顯著，當然這兩種電容器的價格也比較高。
展開 
新型混合電容器獲系列進展
混合電容器技術將二次電池和超級電容器進行“內部交叉”，兼具高能量密度、高功率密度及長壽命等特性。目前，鋰離子混合電容器已實現商業化應用。但鋰資源不足和分布不均會限制鋰基儲能器件大規模應用及可持續發展。鈉鉀資源豐富、分布廣泛、價格低廉，與鋰的物理化學特性相似，使得鈉鉀離子儲能器件有望成為鋰基儲能體系的潛在替代品，近年來其關鍵材料及相關技術發展迅速。
中國科學院蘭州化學物理研究所清潔能源化學與材料實驗室研究員閻興斌團隊一直致力于新型碳材料與儲能器件研究，發展了一系列雙碳高性能新型金屬離子混合電容器。
研究人員利用熱固相燒結一步制備了三維網絡碳材料，獲得了網絡碳材料關鍵制備技術；并進一步采用化學活化技術制備了具有優異電容特性的多孔三維網絡碳材料（正極材料）。利用雙碳體系電極材料電化學特性穩定、導電性優異且與電解液匹配性好等特點，通過優化正負極活性材料質量和動力學匹配特性，最終構筑了兼具高能量密度和功率密度且循環穩定性優異的雙碳鈉離子混合電容器（如圖1示），相關結果發表在Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702409。
圖1 雙碳鈉離子混合電容器
近期，研究人員利用碳酸鈉為模板，通過化學氣相沉積（CVD）技術合成了碳納米片負極材料，此碳納米片具有導電性好、缺陷豐富、層間距大、富氧等特點，有利于離子的存儲與傳輸。該碳納米片作為負極材料，表現出了優異的鉀離子存儲特性，為構筑高性能鉀離子混合電容器奠定了基礎。因此，研究人員利用碳納米片負極材料與高容量氮摻雜三維碳正極材料構建了鉀離子混合電容器（如圖2示）。通過材料設計及器件優化，該混合電容器性能優異，具有高能量密度（149 Wh kg-1）和高功率密度（21 kW kg-1），以及良好的循環穩定性（5000圈循環80%的保持率)。
展開 超級電容器真給力
知道電容器吧？那有沒有聽說過超級電容器呢？超級電容器又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、電化學電容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件（amp），但在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。期待在這次的中國電子展上有超級電容器的新品展示。
基于COMSOL軟件電容器數值仿真 ￥800
<p>電容器是儲存電量和電能(電勢能)的元件。一個導體被另一個導體所包圍，或者由一個導體發出的電場線全部終止在另一個導體的導體系，稱為電容器。用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制等方面。定義2：電容器，任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。</p><p>本案例基于COMSOL軟件的固體力學模塊、電學模塊以及流體模塊仿真了電容器內PDMS材料結構的位移和變形以及電容器的電勢的分布變化，幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。
展開 全固態平面鋰離子微型電容器研究獲進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥二維材料與能源器件研究組團隊與中科院院士包信和團隊及清華大學深圳研究生院副教授賀艷兵合作，開發出一種具有高能量密度、良好柔性、優異高溫穩定性及高度集成化的全固態平面鋰離子微型電容器。相關研究成果發表在《能源和環境科學》(Energy Environ. Sci.)上。
近年來，可穿戴、便攜式電子設備以及微機電系統(如微型機器人、微型傳感器)正朝著輕薄短小、多功能集成的方向快速發展，極大地促進了現代社會對于高功率密度、高能量密度、柔性化、模塊化集成等特征的微型儲能器件的需求。傳統鋰離子電容器由于具有鋰離子電池的高能量密度，又具有超級電容器的高功率密度而備受關注。然而，其三明治堆疊結構的器件構型極大地限制了其機械柔性、高溫性能以及模塊化集成能力。
最近，該研究團隊在國際上率先開發出一種新概念的全固態柔性平面鋰離子微型電容器。該微型電容器以高導電石墨烯為集流體，以高電壓離子凝膠作為電解質，以納米鈦酸鋰為負極和活化石墨烯為正極構筑出高離子電子傳導的平面交叉指型微電極，進而在一個基底上組裝出全固態鋰離子微型電容器。該鋰離子微型電容器具有高能量密度53.5mWh/cm3，高于目前報道的鋰薄膜電池和微型超級電容器。同時，該鋰離子微型電容器具有優異的循環穩定性，6000次循環后電容保持率為98.9%;具有高溫電化學穩定性，能在80°C條件下穩定工作;以及具有優異的機械柔性，在各種彎曲和扭曲狀態下達到性能基本沒有衰減。此外，該鋰離子微型電容器表現出良好的模塊化集成能力，無需金屬連接體，可有效調控輸出的工作電壓和容量。因此，該工作為開發柔性化、小型化、智能化儲能器件提供了新的策略。
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