我所研制出高电压钾离子微型超级电容器及其压力传感微体系
为习惯柔性、可穿戴、可植入微电子的快速开展，需求开展具有高功能、机械稳定性和高兼容集成度的微型储能器材。微型超级电容器因为超高的功率密度、快速的充放电速率和长寿命，在微电子范畴有着重要的开展潜力。可是，微型超级电容器仍存在能量密度较低和电位窗口较窄等问题。杂化金属离子微型超级电容器一起结合了电池型负极和超级电容型正极的长处，可一起完成高能量密度和高功率密度。在很多金属离子中，钾资源丰富且钾的复原电位低(-2.93 V vs.SHE)。此外，钾离子在非水电解质中具有较弱的溶剂化效应和较小的斯托克斯半径，有助于进步钾离子转移数和离子导电性。可是，钾离子微型超级电容器的要害资料与器材合理规划依然存在应战。
本作业中，该团队开展了一起氧化和碱化MXene(Ti3C2)战略，制备出新式钛酸钾纳米棒资料，具有较大的长径比和离子扩散系数，以及较高的储钾比容量(145mAh/g)。该作业以钛酸钾为负极，活化石墨烯为正极，结合高电压的离子液体凝胶电解液，构建出新式钾离子微型超级电容器，具有3.8V的高电压窗口，优于从前报导的微型超级电容器。因为赝电容占首要奉献且充放电过程中电极体积改变小，该钾离子微型超级电容器具有优异的倍率功能和循环功能，一起体积能量密度到达34.1mWh/cm3。此外，该钾离子微型超级电容器在同一柔性基底上与压力传感器兼容集成能够活络地监测身体运动。该作业不仅为高功能微型超级电容器的规划供给了新的思路，还为微型超级电容器供电柔性电子器材供给了一个典范。
相关研究成果以题为“High-Voltage Potassium Ion Micro-Supercapacitors with Extraordinary Volumetric Energy Density for Wearable Pressure Sensor System”宣布在《先进动力资料》(Advanced Energy Materials)上。该作业的榜首作者是我所508组郑双好副研究员和博士研究生马佳鑫。上述作业得到国家自然科学基金、国家重点研制方案、中科院洁净动力立异研究院协作基金、辽宁省中心引导当地专项等项目的赞助。
