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根据平面型微型DCDC模块式车载充电机充电超级电容器的芯片式纸基集成器材

作者:(www.50khz.com) 发布于:2021/8/4 22:11:01 点击量:

平面型微型DCDC模块式车载充电机充电超级电容器(MSC)作为一种新式的微型电化学储能器材,与传统的夹层式固态DCDC模块式车载充电机充电超级电容器比较,其突出长处是能够容易地与传感器及其它电子器材进行有用的集成。而柔性传感器因为能被穿戴或许植入人体并能够检测周围环境信息而在医疗健康范畴引起了广泛的重视。但是,作为用电器材,传感器本身并不能独立作业,而需求电源为其进行供电。一般的办法是将传感器与电源经过外接导线连接,但这在柔性可穿戴技能中会引起极大的不方便。所以当时的一项应战是如何将柔性电源与传感器集成到同一芯片?研究者们在该范畴做了许多优异的作业,但仍有许多难题等候人们去应战。

【图文导读】

图纸基平面型对称DCDC模块式车载充电机充电超级电容器(SMCS)的制备

a)纸基对称DCDC模块式车载充电机充电超级电容器的制备示意图。

b)纸外表经过丝网印刷技能制备的金属Ni集流体数码相片

c)Ni/Paper跟着曲折次数的电阻改变规则;插图展现了一次曲折循环过程中的电阻改变规则

d)Ni集流体外表经电化学堆积MnO2后的数码相片

e)堆积MnO2后展现叉指电极的光学相片

f)堆积MnO2后叉指极的低倍和高倍SEM相片

纸基对称DCDC模块式车载充电机充电超级电容器的电化学功能和耐机械形变功能

a)SMSC在不同扫速下的CV特性

b)SMSC在不同扫描速率下的面积比容量

c)SMSC在扫速为800mVs?1时的循环寿数;插图为循环1圈、100圈、30000圈和60000圈后的CV曲线

d)SMSC在不同曲折状态下的数码相片,r=∞和θ=0°、r=8.2mm和θ=85°、r=6.3mm和θ=103°、r=4.4mm和θ=134°、r=3.3mm和θ=160°、r=2.7mm和θ=180°以及r=0.2mm和θ=134°

e)SMSC在不同曲折状态下的CV特性

f)SMSC持续地曲折10圈的过程中CV曲线的改变

g)SMSC曲折10000次的过程中DCDC模块式车载充电机充电电容的改变状况;插图展现了器材曲折1次、1000次、和5000次后的CV曲线

纸基非对称DCDC模块式车载充电机充电超级电容器(AMSC)的制备及其电化学功能

a)AMSC的制备示意图

b)在扫速为30mVs?1时,MnO2/Ni/CP和PPy/Ni/CP电极的CV曲线

c)AMSC在不同扫速下的CV曲线

d)AMSC的面积容量跟着放电电流密度的改变状况

e)与其他文献中报道过的DCDC模块式车载充电机充电超级电容器的比较图

f,g)分别是AMSCs并联f)和串联g)后的恒电流充放电曲线

AMSCs和UV传感器在单一纸片上的集成

a)电路集成示意图

b)用于UV传感器的ZnO纳米线的SEM相片

c)纸基集成器材展现柔性的数码相片

d)纸基集成器材贴于手背的数码相片

e)串联AMSC的自放电曲线

f,g)UV传感器分别被串联的AMSC和外电源供给1.0V电压驱动时的光电流与时刻呼应曲线

可持续自供电的集成器材

a)AMSCs桥接太阳能电池和气体传感器的示意图

b)用于气体传感器的PANI纳米棒的SEM相片

c)利用太阳能电池给串联AMSC充电的充电曲线和串联AMSC在电流密度为1mAcm?2下的放电曲线

d)当替换充入NH3和HCl时集成器材中气体传感器的呼应和康复曲线

【小结】

作者经过将丝网印刷技能与电镀技能相结合的办法成功地将金属Ni电路印刷到纸质基底外表,一方面在不需求对纸进行预处理的状况下按捺了墨水的分散;另一方面保留了纸质纤维素的的多孔结构。这一制备战略能够极大地增强纸基底与器材之间的结合力。根据这一印刷的集成电路,成功地将供能器材MSC与传感器集成到了纸基芯片上。未来能够将能量收集、能量存储和用电器材一同集成到纸基芯片。这种根据纸质基底的集成战略可为便携式和可穿戴电子开辟一种新式的规划办法。


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