柔性電子用微型超級電容器驅動的集成系統研究獲進展

2020-08-17 中科院之聲

近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組研究員吳忠帥團隊，與澳大利亞迪肯大學研究員類偉巍團隊合作，撰寫了面向柔性電子應用的微型超級電容器驅動一體化的集成系統（Micro-supercapacitors Powered Integrated System for Flexible Electronics）的綜述文章。

柔性電子具有革新人類生活方式的潛力，尤其是其在人體生理信息實時監控、增強現實（AR）和虛擬實境（VR）的應用引起研究人員的關注。微型超級電容器具有功率密度高、運行壽命長、體積小、質量輕、力學性能好和易於集成性能等優點，近年來被廣泛地作為微型儲能器件應用於柔性電子。吳忠帥團隊長期從事微型超級電容器關鍵材料理性設計與器件構築，在高活性二維能源材料製備與結構調控、微電極高精度規模化製造、微電極-高電壓電解液耦合機制與界面調控規律、高性能微型儲能器件的功能化設計與微系統集成等方面開展系統研究，引起國內外同行關注。

基於前期的研究基礎，該綜述總結高性能柔性微型超級電容器關鍵電極材料和電解質的製備與微觀結構設計、模塊集成化技術和性能評價標準；討論柔性微型超級電容器驅動的集成系統在光電探測、氣體傳感、人體動作監測、人體生理信號實時檢測和micro-LED等重要柔性電子方向的應用進展，著重在替代現有的商業化器件上，微型超級電容器驅動的柔性電子的優勢及應用前景；從電極材料與電解質材料結構和性能的構效關係、高度集成化微型超級電容器技術高效開發和大規模化生產要求、不同柔性電子特定應用場合的需求等方面，提出柔性電子用微型超級電容器驅動的一體化系統發展存在的問題和挑戰。該綜述為微型超級電容器驅動的集成系統的理性設計和開發及其在柔性電子的應用提供了一定的啟發和科學指導。

該綜述發表在《能源儲存材料》（Energy Storage Materials）上。研究工作受到國家重點研發計劃項目、中科院潔淨能源創新研究院項目等的資助。

微型超級電容器驅動一體化的集成系統

來源：中國科學院大連化學物理研究所

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