柔性/可拉伸微型电容器阵列的设计及其在集成可穿戴电子中的应用研究

发布时间：2021-03-28 14:54

　　柔性/可拉伸电子,例如电子皮肤、纳米机器人、可嵌入式微型医疗设备、传感器等具有高度集成、多功能、舒适度好、安全性可靠等特性引起了人们得广泛关注并得以迅猛发展。这意味着与其对应的能源供应单元也需要做出相应的改变来应对柔性/可拉伸电子发展中提出的新要求。微型超级电容器由于本身具有的体积小、结构多变、安全性高、舒适度体验高等优势成为了能源存储器件的优异选择之一,但是它的起步较晚,发展的历史较短,这就要求我们继续优化其结构,开发和选择新型的电极材料,电解质来进一步完善和提高它的性能和实际应用价值。本文从柔性可拉伸衬底的选取、电极材料的制备、电极结构的优化、新型半固态电解质的开发等角度出发,旨在提高微型电容器的性能并拓宽其在可穿戴电子中的应用形式。在衬底选取方面,选择了PET、PMMA、PDMS等柔性/可拉伸材料作为衬底来进行器件的制备;在电极材料方面利用静电纺丝法、电沉积法、水热法、化学气相沉积等方法合成了一系列具有超高电化学性能的电极材料;在电极结构方面,设计了一维同轴线状的电容器和二维叉指状、圆形等微型电容器;在电解质方面,分别制备了水系和有机系的半固态电解质。此外,我们还将所组装的各种微... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：164 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

锂电池、商业化超级电容器、电解质电容器与微型超级电容之间的能量密度与功率密度对比图

林大学博 学位论文地，在 2014 年，Ha Jeong Sook 课题组报道了一个柔性微型电容器阵列集成 SnO2紫外传感器[42]。他们所组装的微型电容器具有超高的能量密度和功率密度 （6.8m W h/cm3和 80.8 W /cm3），与锂电池的能量密度（1-10 m W h/cm3）接近。这也为 SnO2紫外传感器在该微型超级电容器的驱动下的稳定工作提供了有力的保障。

第一章 绪论要组成成分超级电容器的结构和电池的结构类似，主要由集流体、等部分组成，再由金属外壳做封装，如图 1.3 所示[25]。电核心组成部分，包括三类材料：1.以活性炭、石墨烯、碳料；2.金属氧化物和导电聚合物；3.复合纳米材料。传统，首先将电极材料一般需要与导电剂和粘结剂按 8:1:1 的的浆料，然后把浆料涂到集流体上，按集流体-电极材料的叠层顺序依次组装，最后再通过金属外壳完成整体封

【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng.  National Science Review. 2014(02)



本文编号：3105754