AEM:飛秒激光刻蝕MXene微型超級電容器
?北科納米可提供MXene(可定制)


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? ? ? ?隨著物聯(lián)網(wǎng)的到來,小型化的具有優(yōu)異柔性的可穿戴電子和微觀儲能得到了廣泛的關注。與微電池相比,微型超級電容器(MSCs)具有較高的功率密度與較長的循環(huán)壽命,因此在實際應用中具有很大的優(yōu)勢,如微電子機械系統(tǒng),微納機器人以及微驅動器等。為了得到高能量與功率密度的MSCs,很多納米材料被用來制備MSCs。
? ? ? 激光技術具有靈活加工和精確圖像化的優(yōu)勢,而且不需要任何的模板或掩膜版,可以實現(xiàn)一步組裝MSCs集成電極。Gogotsi教授課題組報道了一種利用微妙激光刻蝕制備MXene MSCs。飛秒激光超短的脈沖持續(xù)時間可以使MoS2MSCs的間距低至833 nm。然而,利用飛秒激光技術制備MSCs仍然處于起步階段。

最近,哈爾濱工業(yè)大學Lijun Yang教授,Hai-Tao Fang教授與中科院金屬研究所Xiaohui Wang教授在國際知名學術期刊Advanced Energy Materials上發(fā)表題目為:?Femtosecond Laser-Etched MXene Microsupercapacitors with Double-Side Configuration via Arbitrary On- and Through-Substrate Connections的研究論文,通過利用飛秒激光脈沖在透明的聚對苯二甲酸乙二醇脂基底的兩面進行同步刻蝕,實現(xiàn)了高精度的雙面組裝。將12個螺旋形的MSC單元與間距為10 μm的差值電極串聯(lián)制備成MXene基雙面MSCs,可以輸出7.2 V 的高工作電壓。


圖1.?在PET基底一側的MXene電極的制備及其表征。

圖2.?SEM中特定位置的Raman圖像。

圖3.?單個MXene MSC單元的電化學性能。

圖4.?MSC-10 μm的機械穩(wěn)定性。

圖5.PET基底上雙面MXene MSCs的組裝和圖像。

圖6.不同連接方式的雙面MXene MSCs的電化學性能。

總的來說,所制備的MXenes 雙面MSCs具有杰出的集成度,任意形狀與出色的靈活性,通過在透明的PET基底的兩側進行同步分秒激光刻蝕而實現(xiàn)。與現(xiàn)有成熟技術相比,這種方法可以增強MSCs的集成水平,從對基底的一面使用到雙面使用,促進了微型化可穿戴電子的進一步發(fā)展。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1002/aenm.202000470.


