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多年来,能装在芯片上的微小超级电容一直广受科学家追捧,决定电容器性能的关键是其电极材料,有潜力的“选手”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳等。据德国《光谱》杂志网站近日报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)研究团队最近把目光转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅,为了把它变成强大的电容器,团队创新性地在其表面涂了一层几纳米厚的氮化钛涂层,使其性质得以改变。
该团队负责人麦卡˙普伦尼拉解释说,因化学反应导致的不稳定性和高电阻导致的低功率,不带涂层的多孔硅本是一种极差的电容器电极材料。涂上氮化钛的能提供化学惰性和高导电性,带来了高度稳定性和高功率,且多孔硅有很大的表面积矩阵。
根据荷兰爱思唯尔出版集团《纳米能源》杂志在线发表的论文,新电极装置经13000次充放电循环而没有明显的电容减弱。普伦尼拉说,报告数据受检测时间的限制,而并非电极真实性能。他们继续对其进行充放电循环,至今已达到5万次,甚至在循环中让电极干燥,也没有出现物理损坏或电学性能衰减问题。“超级电容要求稳定地达到10万次循环。目前用多孔硅—氮化钛(Si-TiN)做电极的电容装置能完全稳定地通过5万次测试。”
在功率密度和能量密度方面,新电极装置比得上目前最先进的超级电容器。目前由氧化石墨烯/还原氧化石墨烯制造的芯片微电容器功率密度为200瓦/立方厘米,能量密度为2毫瓦时/立方厘米,而新电极装置功率密度达到214瓦/立方厘米,能量密度为1.3毫瓦时/立方厘米。普伦尼拉说,这些数字标志着硅基材料首次达到了碳基和石墨烯基电极方案的标准。
从电子产品的功率稳定器到局部能量采集存储器,芯片超级电容器有着广泛的应用。普伦尼拉说,他们在整体设计中还存在一些难题,每单位面积电容仍需提高,要达到技术许可的最高水平,他们还需进一步研究。
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北极星储能网获悉,9月5日,淮南市人民政府办公室发布关于印发淮南市“十四五”科技创新规划的通知。规划中提出,大力发展高容量长寿命三元正极材料、富锂锰基正极材料和硅碳复合负极材料等新型锂离子电池电极材料,电解液及固体电解质材料、燃料电池电解质与电极材料,高效电解制氢离子交换膜、储氢材
据日媒报道,日本东北大学讲师小林弘明等人的研究小组开发出了一种电极材料,该材料使用碳及氧等元素构成的“克酮酸”物质,不用稀有金属,理论蓄电容量是钴类正极材料的4倍左右。钴是发展战略性新兴产业的重要矿产资源,《全国矿产资源规划(2016—2020年)》将钴列为我国24种战略性矿产之一。同时,
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充电9分钟可恢复约80%的电量、2000次循环后仍可保持90%的容量……中国科学技术大学教授季恒星研究组与合作者全新设计的新型锂离子电池电极材料——黑磷复合材料,使兼具高容量、快速充电能力且长寿命的锂电池成为可能。该成果10月9日发表在《科学》。随着环保意识深入人心,电动汽车愈发受到市场青睐,
近日,中国科学技术大学季恒星教授研究组与合作者们,在新型锂电池电极材料研究方面取得重大突破——全新设计的黑磷复合材料使兼具高容量、快速充电且长寿命的锂离子电池成为可能,该成果已在《科学》杂志发表。该研究成果也有望解决目前电动汽车充电时间较长的难题。电极材料决定充电速度据季教授介绍
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