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新材料领域:全固态平面型柔性超级电容器

文章来源: 发布时间: 2019-05-23

成果名称 

全固态平面型柔性超级电容器 

联系人 

胡小晔 

联系电话 

0551-65591402 

   

hxy821982@issp.ac.cn 

所属产业领域 

新材料 

所处阶段 

成熟待产业化 

所属研究所(中心):固体物理研究所 

成果简介

我们将喷墨打印技术和电子束蒸发镀膜技术相结合,研发出了一种可实现大规模工业化柔性全固态超级电容器的制备工艺,即:利用普通喷墨打印机结合电子束蒸发工艺在PET等柔性基底上制备电极,利用电沉积技术将赝电容电活性材料原位沉积在电极上,结合赝电容电活性材料的高比电容性质以及三维多层插指状电极的结构优势,获得了高能量密度和功率密度的柔性平面式超级电容器。这种制备工艺解决了现有制备技术中存在制备流程繁琐、设备复杂的不足,简化了柔性全固态平面式超级电容器的制备过程,且具有以下优势:(1)采用喷墨印刷方法制备电极,工艺简单,成本低廉,可以实现大规模低成本的工业化;(2)采用原位电沉积技术沉积活性材料,无需使用粘合剂,并且大大降低了电极的内电阻,有效地提高了超级电容器的充放电效率和功率特性;(3)电极结构采用三维多层插指状结构,提升了离子和电子的传输效率,进一步提高了超级电容器的充放电效率和功率特性。 

主要技术指标(或参数): 

1、柔性固态超级电容器的最大面积比电容:12mF/cm-2 

2、对应最大能量密度为0.0011 mW h cm-2 

3、功率密度为0.10 mW cm-2 

4、经过90°弯曲变形测试后,其比电容稳定,且经过1000次循环测试后,依然能保持82%以上的有效电容量。 

应用领域: 

便携式智能电子产品。 

市场前景

回顾2014年,智能可穿戴设备领域发展迅速,已引起全社会的广泛关注,大量国内外IT技术领域的领先企业及中小型创新企业、创业者、投资者纷纷投入到智能可穿戴设备领域。根据EnfoDesk易观智库的分析,中国智能可穿戴设备领域市场规模将由2014年的22亿人民币发展到2015年的135.6亿,预计2017年将达300亿人民币,市场潜力巨大。 

而作为一种新能量储存器件,超级电容器以其优越的充电速度、功率密度、循环寿命及良好的安全性,也已在公用/工业/医疗电器、网络通讯、风光发电、交通工具、后备电源、能量回收、军事国防等领域广泛应用。在过去五年,全球超级电容器市场已增长2.7倍至2013年的120亿美元,国内市场增长2.2倍至2013年的19.2亿元人民币。预计到2023年,全球超级电容器市场将增长至500亿美元,国内市场增长至400亿元人民币。鉴于超级电容器广阔的市场前景,我们相信我们所开发的柔性全固态超级电容器将在便携式智能电子器件上具有广阔的应用前景。 

拟转化的方式(或合作模式): 

可采用研究所与企业通过成果转让或技术入股等方式,共同推进该成果的产业化。 

相关图片: 

制备获得的全固态柔性超级电容器 

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