微型超级电容器作为一种新型储能器件,具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点,在微型电子设备、便携式能源、生物医药等领域有着广阔的应用前景。
自支撑式微电极由于其独特的结构优势,如无需集流体、活性材料负载量高、电子传输路径短等,近年来受到越来越多的关注,成为微型超级电容器领域的研究热点。
本文综述了自支撑式微电极的制备方法,包括静电纺丝技术、水热法、化学气相沉积法、激光诱导技术等,并介绍了不同材料体系在自支撑式微电极中的应用,如MXene、碳纳米管、聚苯胺、金属氧化物等。
此外,本文还对自支撑式微电极的电化学性能进行了分析,并探讨了其在微型超级电容器中的应用。
最后,对自支撑式微电极和微型超级电容器的未来发展趋势进行了展望。
关键词:自支撑式微电极;微型超级电容器;储能器件;电化学性能;制备方法
随着微电子技术的快速发展,各种微型化、集成化、智能化的电子设备,如微型传感器、无线通信设备、可穿戴电子设备等层出不穷,对与之配套的微型储能器件提出了更高的要求。
微型超级电容器作为一种新型的储能器件,具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性高等优点,能够很好地满足微型电子设备对电源的要求,近年来受到研究人员的广泛关注。
自支撑式微电极是指无需使用额外的集流体,活性材料直接生长或负载在导电基底上形成的三维网络结构电极。
与传统的粉末电极相比,自支撑式微电极具有以下优势:(1)无需使用集流体,可以减轻器件的重量和体积,提高能量密度;(2)活性材料直接生长或负载在导电基底上,形成良好的电接触,有利于电荷的快速传输;(3)三维网络结构可以提供更大的比表面积,有利于电解液的浸润和离子的传输,提高器件的功率密度。
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