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    全固态微型薄膜锂离子电池研究取得最新进展

    近日, 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院郭航教授领导的MEMS与微能源课题组在全固态微型薄膜锂离子电池的研究取得一系列最新进展,其中,采用Cu2ZnSnS4作为负极薄膜材料的全固态微型薄膜锂离子电池的论文发表在ACS Applied Materials and Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.6b10730.pdf ) , 硅衬底薄膜与固态电解质LIPON薄膜的界面研究发表在Journal of Power Sources (DOI:10.1016/j.jpowsour.2016.11.012.pdf ) , 采用CVD石墨烯的全固态微型薄膜锂离子电池的论文发表在Sensors  and Actuators A: Physical (DOI:10.1016/j.sna.2016.10.029.pdf ) 等国际高水平杂志上,受到了有关部门与业界的高度重视与关注。

    由于微电子与MEMS即微机电系统技术在近三十年来取得了迅速发展,各种各样的微电子器件、特别是微纳传感器、驱动器及其微系统都被研制出来并应用于国防与民用的各个领域,但能够提供长期稳定的高能量微型能源器件装置却没有跟上这一步伐,微能源的供给成为瓶颈。微能源成为目前的研究热点之一,各种各样的微能源产生与供给技术都在被提出与深入研究当中。全固态微型薄膜锂电池由于体积微小、能量密度高、输出电压高且能直接驱动微纳器件与系统等负载、能够长期稳定供电等优点而受到重视。郭航教授领导课题组近十年来坚持微能源研究,从高性能薄膜锂离子电池极性材料、全电池体系设计、微纳加工技术与封装等方面着手,集中力量,解决难题。在石墨烯基微型薄膜锂离子电池的研究当中,不同于目前常规大尺寸锂离子电池研究中大量采用石墨烯片层纳米颗粒亦即石墨烯粉体作为添加成分与其他材料复合作为锂离子电池极性材料,课题组积极创新,直接采用由化学气相沉积即CVD技术生长的石墨烯作为负极材料,微加工制备了石墨烯基全固态微型薄膜锂离子电池,不仅性能得到提高,为各种微电子器件、传感器与微系统等提供能够长期稳定工作的具有极高能量密度与体积比的微能源器件,并且可以根据需要改进工艺,做到与微纳电子或传感器器件或系统直接在芯片上集成,这也为CVD石墨烯材料提供了一个新的应用领域。

    课题组博士生林杰是论文的第一作者,近两年还在Journal of Materials Chemistry A 等杂志上发表高水平论文,同时,组内其他博士生与硕士生的研究也正在取得重要进展。目前,全组协作创新,力争在研究与应用方面都能取得更大进步与突破。

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    1. 采用Cu2ZnSnS4作负极的全固态微型薄膜锂离子电池;          2. Si与LiPON的界面研究;

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    3. CVD石墨烯基全固态微型薄膜锂离子电池;


     

    发布时间:2016/12/21 15:52:57  浏览次数: