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南京邮电大学赖文勇等综述 | 印刷超级电容器:材料、印刷及其应用

发布时间:2019-06-12 访问次数:504次 来源:印刷电子在线 分享:

英国皇家化学会综述类期刊 Chemical Society Reviews 最近发表了南京邮电大学赖文勇教授等人撰写的综述文章(Review Article),介绍了印刷超级电容器的结构特点,总结了不同组成部分的材料以及通过调节印刷过程提升其性能的方法,并从不同印刷技术的角度分别介绍了超级电容器在近期的发展。最后,作者还就该研究领域未来的机遇与挑战进行了展望。

  • Printed supercapacitors: materials, printing and applications

    Yi-Zhou Zhang, Yang Wang, Tao Cheng, Lan-Qian Yao, Xiangchun Li, Wen-Yong Lai* and Wei Huang

    Chem. Soc. Rev., 2019, Advance Article

    DOI:  10.1039/C7CS00819H

 印刷超级电容器

随着电子产品日益向轻薄化、微型化、智能化的方向发展,也带动了电子元器件从刚性到柔性的模式转变。微型超级电容器 (micro-supercapacitors, MSCs) 因其所具有的卓越的功率密度、良好的稳定性和长的循环寿命,在未来的电子系统具有广阔的应用前景。灵活的印刷电子技术更是为 MSCs 的设计与制造锦上添花,使其不仅能够具有新颖适宜的结构,同时简单易得、成本低廉、批量省时、环境友好,是未来储能设备的优秀代表。

▲   制备超级电容器的主要几种印刷技术:喷墨打印 (Nano Energy, 2018, 49, 481–488),3D 打印(Nano Lett. , 2016, 16, 3448–3456),转印 (Adv. Funct. Mater. , 2018, 28, 1705506),直接墨水书写 (Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 4976–4984),卷对卷印刷 (Nat. Nanotechnol., 2010, 5, 574),以喷涂为代表的图案印刷 (ACS Nano, 2017, 11, 2171–2179),图案化真空过滤 (ACS Nano, 2017, 11, 7284–7292) 等。

印刷超级电容器的制备通常包括油墨的准备、沉积和固化三个阶段。相应地,对印刷超级电容器的电化学性能可能产生显著影响的关键问题主要有:(1)制备分散良好且可印刷的油墨;(2)稳定且按需印刷出油墨;(3)调节油墨在基底上的润湿行为,在不影响分辨率的同时不引起电极短路;(4)将油墨固化成所需的二维图案或三维结构,同时确保电极和基底/电流收集器之间能很好地粘附。

本篇综述

本篇综述从以下几个方面介绍了印刷技术在设计、制备超级电容器方面的应用及最新研究进展:

一、 超级电容器的结构,并重点介绍了通过印刷技术制备的新颖结构,如微型化、非对称型、柔性等 

二、 印刷超级电容器各个部件的材料,包括电极、电解质、电流收集器和基底 

三、 调整印刷过程来优化超级电容器性能的途径,如墨水配方、印刷参数调节、表面工程等 

四、 就不同印刷技术,总结了印刷超级电容器近期的发展 

五、 印刷超级电容器的实际应用 

六、 在文章的最后,对该研究领域目前所面临的问题、未来的挑战与机遇进行了展望。

通讯作者简介

赖文勇,男,复旦大学高分子化学与物理专业毕业,研究生学历,博士学位,西北工业大学讲座教授、南京邮电大学印刷电子研究所所长、有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地教授(二级)、博士生导师。

赖文勇教授及其课题组长期致力于光电功能高分子、有机/柔性/印刷电子等领域科学研究工作。近年来,在 Chemical Society ReviewsAdvanced MaterialsAdvanced Functional Materials 等国际高水平学术期刊发表 SCI 论文 160 余篇,其中第一/通讯作者 SCI 论文 120 余篇;获授权发明专利 20 余项。研究结果产生了积极的国际影响,其中“有机半导体的设计原理、高效制备与光电器件”等研究成果先后获国家自然科学奖二等奖、中国青年科技奖等;入选国家万人计划科技创新领军人才、国家中青年科技创新领军人才、百千万人才工程国家级人选、青年 973 首席、青年长江学者、国家优青等;获得国家有突出贡献中青年专家、享受国务院政府特殊津贴专家等荣誉。领衔团队入选江苏省高校优秀科技创新团队、江苏省“六大人才高峰”创新人才团队等。

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