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喬越電子報(bào)-第六期 超級(jí)電容器問世關(guān)鍵-石墨烯

2015/05/12訂閱電子報(bào)



本期索引

  • 石墨烯于超級(jí)電容之應(yīng)用



石墨烯于超級(jí)電容之應(yīng)用

超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，具有高能量密度、高功率密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、快速充放電、無污染、免維護(hù)及溫度范圍廣等特性，因此無論在汽車、電力、鐵路、通訊、軍事、工業(yè)應(yīng)用、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等方面皆有著極大的應(yīng)用價(jià)值與市場(chǎng)潛力。

超級(jí)電容器又可分為雙電層電容器和法拉第電容器雙電層電容器(electric double layer capacitors，EDLCs)
雙電層電容器的儲(chǔ)能原理是在大比表面積的碳材料電極和電解質(zhì)界面吸附相反電荷的正負(fù)離子，電荷儲(chǔ)存在接口雙電層中，通過電化學(xué)極化進(jìn)行可逆吸／脫附從而儲(chǔ)存和釋放能量。雙電層電容器的電極主要為多孔碳材料，例如:活性炭、石墨烯、介孔碳和碳化物衍生碳等，決定其性能的因素主要有材料比表面積、電導(dǎo)率和孔隙率。
法拉第電容器(右昌贗電容器，pseudo—capacitors)
贗電容器儲(chǔ)能原理則是在具有氧化還原活性的電極表面，通過電極和電解質(zhì)之間發(fā)生快速可逆的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存和釋放。這類電容器的電極材料主要有表面含有氧化還原活性電位的材料，如導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物或金屬氫氧化物。贗電容器的容量比雙電層電容更大，但由于材料的導(dǎo)電性能較差，材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)容易被破壞，因此能量密度和循環(huán)性能相對(duì)較差。


 
 
 
 
 
 
圖1.雙電層電容器 / 圖2.贗電容器
石墨烯是由碳原子組成的單層片狀結(jié)構(gòu)碳材料，具有很大的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電/導(dǎo)熱性和力學(xué)強(qiáng)度，符合超級(jí)電容器對(duì)電極材料具備高能量密度和高功率密度的要求，此外，石墨烯作為電級(jí)材料不僅能提高比電容量，也可達(dá)到快速充放電和增加循環(huán)壽命的效能。鑒于此，以石墨烯為材料的超級(jí)電容對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展將扮演至關(guān)重要的角色。
數(shù)據(jù)源:
1.楊德志,沈佳妮,楊曉偉&馬紫峰 (2014)石墨烯基超級(jí)電容器研究進(jìn)展, 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), (3)1。
2.洪悟清, 章欽亮&王玉平 (2014) 石墨烯于超級(jí)電容之應(yīng)用研究, 新新季刊,(42)1。
3.張東光 (2013) 研發(fā)超級(jí)電容 iPhone 5秒充電有望, 大紀(jì)元。
網(wǎng)址:
http://www.epochtimes.com/b5/13/3/6/n3815610.htm%E7%A0%94%E7%99%BC%E8%B6%85%E7%B4%9A%E9%9B%BB%E5%AE%B9iPhone%E4%BA%94%E7%A7%92%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%9C%89%E6%9C%9B.html
4.資策會(huì)MIC資深產(chǎn)業(yè)顧問吳顯東 (2015) 穿戴裝置續(xù)電救星：石墨烯, 中時(shí)電子報(bào)。
網(wǎng)址:
http://buzzorange.com/techorange/2014/11/25/your-next-electric-car-may-not-even-need-battery/
圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor


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LED?產(chǎn)業(yè)發(fā)光發(fā)熱?先端材料獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

LED具有高亮度與低耗電優(yōu)勢(shì)，當(dāng)LED做為光源使用時(shí)，除可有效降低耗電量，亦可降低二氧化碳排放量因此在全球環(huán)保意識(shí)逐漸抬頭趨勢(shì)下，以LED為發(fā)光源之照明設(shè)備與背光模塊已成為市場(chǎng)主流。由于整體市場(chǎng)對(duì)于LED產(chǎn)品的需求與應(yīng)用急速擴(kuò)張，材料及封裝技術(shù)的不斷演進(jìn)，LED朝向高功率、高亮度發(fā)展已成為該產(chǎn)業(yè)之必然趨勢(shì)。高功率白光LED市場(chǎng)的成長(zhǎng)更是明顯，由于LED只有20％ 的能量轉(zhuǎn)換成光，但卻有80％ 的能量轉(zhuǎn)換成熱若無法將熱量快速有效的排除，LED點(diǎn)亮?xí)r所產(chǎn)生的高溫將使得LED芯片的壽命急速縮減，造成LED可靠度及亮度衰減的問題，為了使LED能夠保持良好的壽命光效率，LED的散熱設(shè)計(jì)已然成為一個(gè)極待解決的重要課題
隨著LED的亮度提升，散熱的課題已然成為當(dāng)中的顯學(xué)，低熱阻與高散熱的材料，能夠?qū)崟r(shí)的將LED熱能傳遞至散熱組件，快速降低LED溫度，達(dá)到提升LED的亮度與壽命的功能
TSP(Thermal Settable Pad)低熱阻散熱墊片
產(chǎn)品應(yīng)用：MCPCB與散熱鰭片間的導(dǎo)熱及絕緣填充粘著材料

優(yōu)點(diǎn)
  • 固化后黏著力強(qiáng)不需鎖螺絲
  • 具備低熱阻(高導(dǎo)熱率)特性
  • 良好的耐電壓特性
  • 填補(bǔ)介面孔隙降低接口熱阻
  • 適合全周光或有空間限期的設(shè)計(jì)
  • 良好的可操作性
  • 貝備長(zhǎng)期可靠度特性
  • 完整的UL(NO：E351863)認(rèn)證
  • 符合RoHS規(guī)范
熱固化墊片，除具備高熱傳導(dǎo)效果外，能夠藉由熱固化黏著的優(yōu)勢(shì)，直接將散熱鋁基板與燈體結(jié)合，尤其對(duì)于COB封裝芯片與全周光應(yīng)用均能輕松的實(shí)現(xiàn)

TRM高效散熱涂布材料
產(chǎn)品應(yīng)用：增強(qiáng)散熱鰭片熱輻射效應(yīng)的涂料產(chǎn)品類型：噴涂漆

產(chǎn)品特性
  • 兼具高導(dǎo)熱與高IR特性，大幅提升輻射效率
  • 可調(diào)色、滿足不同應(yīng)用需求加工
  • 易加工、減少鰭片重量
  • 自主研發(fā)與生產(chǎn)、具備高性價(jià)比
  • 通過嚴(yán)格信賴性測(cè)試
  • 符合RoHS規(guī)范
熱輻射材料為全新的技術(shù)突破，能大幅提升物質(zhì)表面的熱輻射效率，特別是在縮小化、精致化的外觀設(shè)計(jì)趨勢(shì)下，更能展現(xiàn)與發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

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超強(qiáng)性能環(huán)氧樹脂 TPMS環(huán)測(cè)ALL PASS

TPMS胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?"Tire Pressure Monitoring System"，主要用于在汽車行駛中，能實(shí)時(shí)的針對(duì)輪胎胎壓過低、胎壓過高、快速漏氣、胎溫過高等信息進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)與警示，提供汽車駕駛者有效信息去保持足夠的輪胎胎壓，當(dāng)胎壓偏離正常范圍數(shù)值,就會(huì)利用無線訊號(hào)將數(shù)值傳輸至儀表板上，亮起紅燈警示，提醒駕駛者，預(yù)防爆胎事故的發(fā)生，增加駕駛汽車的安全性與減少因輪胎胎壓不足所額外產(chǎn)生的油秏，并延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。

交通部明訂法令規(guī)定2014年11月1日新車出廠需安裝TPMS胎壓偵測(cè)器。胎壓偵測(cè)器主要是由塑料機(jī)構(gòu)外殼，壓力感測(cè)組件，封裝用環(huán)氧樹脂所組成，主要信賴性測(cè)試條件:-40~125℃冷熱循環(huán)，需通過1000 CYCLE膠材適溫范圍-40~120℃ 對(duì)于塑料PA66+30%玻纖材質(zhì)須有較佳的接著性能，并請(qǐng)針對(duì)機(jī)殼尖銳角度要避免膠裂現(xiàn)象。

喬越感謝客戶配合測(cè)試在研發(fā)不斷調(diào)整膠材性能，例如反應(yīng)收縮率要求小，膠的韌性要高，這些微調(diào)都要考慮膠材的全面特性，包括良好的操作性，黏度不可拉高，以免氣泡問題產(chǎn)生，都會(huì)影響整體信賴性，最終推出EPO-SIL EF473A1/EF473B1系列產(chǎn)品成功解決TPMS通過嚴(yán)苛的環(huán)測(cè)條件。

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品硅氧烷樹脂固化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

硅氧烷樹脂(Silicone)有許多固化方式，其中一種是以有機(jī)金屬做為觸媒，催化具有活性、通常作為A劑的主劑，以及帶有氫原子、通常做為B劑的硬化劑，使其進(jìn)行固化反應(yīng)。通常主劑與硬化劑是以穆爾數(shù)11:1的比例混合進(jìn)行反應(yīng) (圖一)。
注1: 穆爾數(shù) = 質(zhì)量 / 分子量

一般原廠為消費(fèi)者方便使用，事先已將反應(yīng)比例調(diào)整成是以質(zhì)量比方式混合，消費(fèi)者僅依原廠建議，加入固定質(zhì)量比的AB劑即可使用，不用再另外計(jì)算復(fù)雜的公式，在制程上產(chǎn)生不必要麻煩。以DOW CORNING SE 1740 為例，正常使用下是以質(zhì)量比1:1方式混合，當(dāng)比例調(diào)整成2:1 或1:2時(shí)，因反應(yīng)中多余的主劑或硬化劑找不到配對(duì)而無法反應(yīng)，造成膠體的硬度下降(圖二)，當(dāng)比例調(diào)整成1:3或3:1時(shí)，在比例差異甚大的情況下，分子間的碰撞較為困難，固化反應(yīng)更不易進(jìn)行(圖三)。所以硅氧烷樹脂在固化反應(yīng)時(shí)，并非硬化劑加得愈多硬度愈硬，還需考慮膠材本身的成分與比例，以達(dá)到硬度最高之可能性。

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近期展會(huì)活動(dòng)

─撰文:?營(yíng)銷部GO TOP