• 您好!欢迎光临奇材馆!
当前位置: 首页 > 奇材进展 > 材料资讯:激光诱导石墨烯在柔性微超级电容器的应用
材料资讯:激光诱导石墨烯在柔性微超级电容器的应用
奇材馆 / 2022-07-03     阅读次数:117

 

目前便携式电子设备的小型化,提高现有设备组件的功能和耐用性是大势所趋。将两种主要的储能单元(电池和超级电容)与小型化的电子电路相结合,对于平面和刚性设备来说往往是一个挑战。因此,对灵活便携的电子设备的需求日益迫切。

微型化微器件技术的进步使得构建柔性微超级电容器(MSCs)成为可能,MSCs取代了与集成电路不兼容的传统三明治结构。这种平面内柔性MSCs具有功率密度高、充放电速率快、长期循环稳定性好等特点。因此,在需要高功率传输和长寿命周期的可穿戴电子产品中,MSCs是微型电池的补充,有时甚至是替代电池。

最近,一种被称为激光诱导石墨烯(LIG)的石墨烯基材料被利用低成本激光打印技术在柔性聚合物表面大规模合成,使其成为潜在的具有成本效益的电荷存储设备材料。

格但斯克工业大学的Sujit Deshmukh开发了一种柔性激光诱导石墨烯(LIG)-硼掺杂金刚石纳米壁(BDNW)混合纳米结构用于微超级电容器的可扩展制备。石墨烯优异的电学特性,金刚石优异的电化学稳定性,以及含氧基团的重要贡献,使其具有卓越的电荷存储能力(18mFcm−2@10mVs−1)和循环稳定性(1000次循环后保持98%),不需要使用任何有机粘合剂、额外的电流收集器或导电添加剂,这是任何商业微电子经常需要的,该性能优于最先进的超级电容器。

据研究人员介绍,在聚酰亚胺薄膜上直接激光刻写是由BDNW粉末的存在来调节的,其中BDNW粉末在CO2激光波长上的明显吸光度提高了薄膜的局部温度。激光辐照引起的热冲击在金刚石晶界处产生石墨化和非晶态碳,增加了LIG金刚石界面间的热转移能力和电荷转移能力。进一步用O2等离子体处理样品以调整润湿性或提高微超级电容器器件性能。

此外,尽管存在极端的机械应力,这些微超级电容器仍保持其杰出的电化学性能,因此有望成为高功率、柔性/可穿戴电子产品。本研究不仅证明了LIG技术在金刚石存在下的适用性,而且对LIG技术在高频晶体管、互连电路等方面的应用具有重要意义,从而形成新的碳对碳技术。

论文题目:Tuning the Laser-Induced Processing of 3D Porous Graphenic Nanostructures by Boron-Doped Diamond Particles for Flexible Microsupercapacitors

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202206097.

 

 

 

 

返回顶部
帮助中心 意见反馈 客服中心