超快高儲能柔性器件
本項目以制備超快高儲能柔性器件為導向,建立基于界面納米復合材料的新技術(shù)。通過水熱法和電化學方法在柔性導電基底上構(gòu)建納米陣列/金摻雜二氧化錳的三維納米復合電極,作為正極;通過水熱法和熱處理法在柔性導電基底上生長多孔氧化鐵納米復合材料,作為負極,組裝全固態(tài)薄膜器件。利用納米復合材料的多方面優(yōu)勢加速電子/離子在活性材料中的傳遞,進而達到超快高儲能的目的。基于納米復合材料的全固態(tài)薄膜器件可展現(xiàn)出超快充電能力(10 V/s),比常規(guī)電容器的充電時間快10-100倍。這是國際上基于金屬氧化物贗電容薄膜型超級電容器研究領(lǐng)域的一個重大突破。此外,本項目以開發(fā)超快超柔儲能器件為導向,開發(fā)了一種熱力學誘導自發(fā)組裝和原位摻雜結(jié)合碳熱還原的方法來實現(xiàn)石墨烯納米篩粉體和薄膜的宏觀可控制備,解決了傳統(tǒng)石墨烯材料縱向物質(zhì)傳輸差的局限。通過控制碳熱溫度,可以調(diào)節(jié)石墨烯納米篩表面的孔密度,即孔徑大小可控(10~100 nm)。與傳統(tǒng)石墨烯薄膜電極相比,石墨烯納米篩表面豐富的孔結(jié)構(gòu)使得其作為電極材料時擁有更大的比表面積,而且電解質(zhì)離子可以在垂直于平面的軸向上傳遞,縮短了離子傳輸路徑。
華中科技大學
2021-04-10