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宁波工程学院《JMCA》:柔性碳化硅/碳纳米管自支撑复合薄膜电极,用于宽温运行的储能设备
出处:材料分析与应用  录入日期:2022-08-05  点击数:113

  1成果简介
  迄今为止,人们在探索柔性超级电容器(SCs)以满足电化学和机械性能之间的平衡方面做出了很多努力,但仍然是一个巨大的挑战。本文,宁波工程学院 杨为佑研究员团队在《J. Mater. Chem. A》期刊发表名为“Reliable and flexible supercapacitors toward wide-temperature operation based on self-supporting SiC/CNT composite films”的论文,研究制备了超长SiC纳米线和碳纳米管(CNTs)组成的柔性纸状自支撑混合电极。一种简便的真空过滤,具有高度的灵活性,可以任意剪裁和形状编辑。碳纳米管作为导电网络显着降低了制备的 SiC/CNT 复合膜电极的内阻,改善了反应动力学,从而有效提高了混合电极的比电容比纯碳化硅纳米线薄膜电极。
  这种自支撑电极的比电容在0.02Ag-1 的电流密度下可达8.43Fg -1,是纯SiC类似物的4倍以上(即1.77Fg-1)。软包装的SC具有很高的灵活性,以及强大的机械和电化学性能,这些性能可以很好地保持,并且在结构和性能对各种弯曲角度几乎没有变化的情况下。此外,灵活的SC在 -30°C 至 50°C 的宽温度范围内运行非常稳定,此外,在-30至50°C 之间逐渐变化的温度下具有长达14000次循环的长期循环稳定性,这表明它们作为可在宽温恶劣条件下运行的可靠储能装置具有广阔的应用前景。
  2图文导读 

 

图1 、超长碳化硅纳米线的表征

 

图2、 包含 70% SiC 纳米线 (SiC-70)的SiC/CNT复合膜的表征

 

图3、 基于各种SiC- p复合电极的所构建SC的电化学性能

 

图4、 基于SiC-70复合电极的铝塑薄膜封装SC的电化学性能

 

图5、 基于SiC-70复合电极的软封装SC的电化学性能

 

图6 、基于SiC-70复合电极的铝塑薄膜封装SCs在不同温度下的电化学性能


  3小结
  综上所述,本文展示了基于坚固的SiC/CNT复合电极的柔性超级电容器的探索。通过简单的真空过滤工艺将超长单晶 SiC 纳米线和 CNT 相结合,制造出可编辑且柔性的纸状 SiC/CNT 混合电极。碳纳米管相互交织缠绕在碳化硅纳米线的表面,使得碳化硅/碳纳米管复合电极具有高柔韧性以及高机械和电稳定性。证明在针对宽温运行的储能设备中具有广阔的应用前景。
  文献:

 

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