清华大学曲良体教授最新Nature：一种超低阻平面型微型插指电化学电容器

温华 5个月前 (11-16) 3433浏览

清华大学曲良体教授最新Nature：一种超低阻平面型微型插指电化学电容器

【导读】

电化学电容器有望取代传统的电解电容应用于集成电路和便携式电子产品的线路滤波。然而，受限于缓慢的离子迁移动力学，无法做到滤波需求的快速响应、高比电容、微型化和电路兼容的集成，电化学电容器在线滤波电路中的实际应用尚未实现。

【成果掠影】

今日，清华大学曲良体教授课题组提出了一种电场增强离子迁移策略来同时提升频率特性和电容。具体来说，本工作通过提升局部电场强度促进内部离子迁移速率以降低串联内阻，弥补电化学电容器高频特性的不足。通过飞秒激光刻划缩小沟道宽度，一个小型化的窄沟道面内电化学电容器在电极材料和电解液中的离子电阻都显著降低，120 Hz下的串联电阻仅为39 mΩ cm2。因此，在120 Hz下，实现了高达5.2 mF cm-2的超高面积电容，相位角为-80°，是先前报道的最高水平的2倍，并且在100万次循环后几乎没有发生退化。将该电化学电容器扩展集成到微型电路学中，显示出80 cell cm-2的高集成密度，并可按需定制电容和电压。鉴于优异的滤波性能和电路兼容性，这项工作为线滤波电化学电容器在集成电路和柔性电子中的实际应用提供了一个重要的支撑。相关论文以题为“Ultralow-resistance electrochemical capacitor for integrable line filtering”的论文发表在Nature上。