SCMs|超高速率微型超级电容器的制备新思路：利用时域整形的飞秒激光自下而上沉积多级多孔碳材料

随着电子器件的飞速发展，微型超级电容器作为一种能快速充放电的储能装置受到了人们的广泛关注。如何在考虑能量密度的前提下进一步提高微型超级电容器的速率性能仍然是一个挑战。

近日，北京理工大学姜澜教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，提出了一种简便的由下而上飞秒脉冲激光沉积制备薄膜的方法。利用时域整形飞秒激光通过透明基片照射聚酰亚胺薄膜，使电极材料均匀地溅射到基片的下表面，成功地沉积了性能可控的多孔非晶碳、石墨烯和碳量子点。

结果表明，在10,000 V s⁻¹的扫描速率下，该微型超级电容器具有超高频响应性能。该微型超级电容器的特征频率f₀高达42,000 Hz，弛豫时间常数τ₀为0.0238 ms，在120 Hz频率下，阻抗相位角为−82.6°，同时还具有超高的功率密度(大于30 kW cm⁻³)和能量密度(0.068 W h cm⁻³)。

本方法为未来小型化便携式电子器件的超高频滤波器的制备提供了新的思路。

文章信息

Yuan, Y., Zhang, Z., Li, X. et al. Bottom-up scalable temporally-shaped femtosecond laser deposition of hierarchical porous carbon for ultrahigh-rate micro-supercapacitor. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-021-2011-7

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