密歇根州立大学研究人员研发出一种可拉伸的超级电容器

美国密歇根州立大学的研究人员研发出一种可拉伸的超级电容器,可单向或双向拉伸到原始尺寸的3倍或8倍,多次循环后性能仍保持稳定。

密歇根州立大学研究人员研发出一种可拉伸的超级电容器

超级电容器具有充放电速率快、功率密度高、寿命长等优点,可制成波浪状、纤维状、折纸状、蛇形桥岛状,用于柔性电子器件。研究人员使用可拉伸的碳纳米管森林电极和聚乙烯醇-氯化钾(PVA-KCl)电解质构成可拉伸的超级电容器。制备时,先在硅晶片上生长碳纳米管森林,退火后将碳纳米管森林冲压到单向或双向预拉伸的丙烯酸弹性体薄膜(厚1mm)上,预拉伸变形可达300%;剥离硅晶圆、放松预应变后形成褶皱的碳纳米管森林电极。随后,在两层碳纳米管间浇注电解质凝胶薄层,组装后形成可拉伸的超级电容器。这种单向或双向超级电容器可拉伸至原有的3倍或8倍,比电容约5mF/cm2,在1mA/cm2的电流密度下经10000次充放电循环后,比电容仍可保持为原有的92%或85%。此外,还可用金属氧化物纳米颗粒修饰褶皱的碳纳米管森林,提高比电容和比能。

这种可拉伸的超级电容器具有变形大、性能稳定的优点,在可穿戴设备电子皮肤、生物集成电子器件等领域有重要应用价值。

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