隨著電子科技的持續(xù)發(fā)展，電子產(chǎn)品越來(lái)越向小型化和智能化發(fā)展。而與之相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，比如便攜式可穿戴設(shè)備或微電子系統(tǒng)，特別需要芯片級(jí)別的系統(tǒng)集成，尤其需要輕質(zhì)、柔性、安全的芯片級(jí)別的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。平面型的微超級(jí)電容器能夠在單一基底上制備，并且具有高能量密度、不需要隔離膜以及長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，從而成為了微型電源的有力競(jìng)爭(zhēng)者。目前，大部分研發(fā)中的平面式微型超級(jí)電容器的能量密度較低（<5mWhcm-3），且耐溫性能較差，難以滿足現(xiàn)今的能源需求。因此，新型的鋰離子電容由于結(jié)合了鋰離子電池的高能量密度特點(diǎn)，以及超級(jí)電容器的高公里密度特點(diǎn)，被認(rèn)為是下一代儲(chǔ)能設(shè)備的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

最近，大連化物所包信和研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)制備了一種新型全固態(tài)的平面型鋰離子超級(jí)電容器，該電容器采用鈦酸鋰作為超級(jí)電容器負(fù)極，活性炭材料作為正極材料。測(cè)試結(jié)果表明，這種機(jī)構(gòu)的超級(jí)電容器具有較高的體積能量密度、耐高溫能力以及良好的機(jī)械柔性。

超級(jí)電容的制備過(guò)程主要采用掩膜版抽濾制備：1、在底層基底材料上抽濾制備高導(dǎo)石墨烯分散液，作為叉指集流體。2、分別沉積鈦酸鋰負(fù)極電極和活性炭正極電極材料。3、重復(fù)上述過(guò)程以增加電極材料的負(fù)載量，進(jìn)一步提高整體器件的體積能量密度。

這種方式制備的超級(jí)電容器經(jīng)過(guò)多次的彎曲、扭曲和拉扯等測(cè)試后，并沒(méi)有發(fā)生明顯的電極脫落和結(jié)構(gòu)損壞等問(wèn)題，充分說(shuō)明了這種結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容具有良好的柔性可彎曲性能。

電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果也充分證明了基于鈦酸鋰和活性炭的鋰離子超級(jí)電容器具有良好的電化學(xué)性能，其平面電容和體積電容值高達(dá)27.8mFcm-2和42.8Fcm-3。

當(dāng)然，高溫應(yīng)用場(chǎng)合的超級(jí)電容器需要承受超過(guò)60攝氏度的高溫，這對(duì)于超級(jí)電容器的安全性能提出很大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)傳統(tǒng)的超級(jí)電容器在超過(guò)60度的溫度下，不能穩(wěn)定運(yùn)行。理由是機(jī)電解質(zhì)(如乙腈或碳酸丙烯)的可燃性和揮發(fā)性，以及高溫下不穩(wěn)定分離器的脫硫。全固態(tài)柔性平面超級(jí)電容器則不同，它采用離子膠作為無(wú)溶劑型的離子液體電解質(zhì)，具有良好的離子導(dǎo)電性和高熱穩(wěn)定性，并且最高可承受高達(dá)350℃，比傳統(tǒng)的有機(jī)電解液安全得多。也就是說(shuō)，采用離子膠作為電解質(zhì)體系的超級(jí)電容器，不但具有較高的電化學(xué)性能，還表現(xiàn)了良好的高溫安全性，有望成為儲(chǔ)能設(shè)備的新王者。