柔性钠离子微型超级电容器测量单元供应图示意图
海胆状钛酸钠作为负极，多孔活化石墨烯作为正极，会产生什么样的“火花”？记者近日从中国科学院大连化学物理研究所获悉，吴忠帅和鲍新河院士的研究团队合作，将“海胆”和石墨烯结合起来，开发出一种高能量密度、高耐热性的柔性钠离子微型超级电容器。
微型传感器、微型机器人和自供电微型系统不能与微型电化学储能装置分开。该装置主要指一种电极尺寸在微米范围内的小型化电源。它被认为是柔性、小型化和智能化集成电子产品的关键电源。目前，它主要分为微型电池和微型超级电容器，以及近年来出现的混合型微型超级电容器。
据介绍，微型电池的能量密度较高，但功率密度较低。微型超级电容器具有较高的功率密度，但能量密度较低。然而，混合式微型超级电容器结合了微型电池高能量密度和微型超级电容器高功率密度的优点，成为一种新型的微型电化学储能装置，其中锂离子微型超级电容器最为典型。
锂离子微型超级电容器具有较高的能量密度和功率密度，但其大规模应用受到金属锂资源限制和开发成本高(锂的地壳丰度为0.006%)的限制。相反，钠的地壳资源丰富，占2.74%，开发成本相对较低，电化学性质与锂相似。钠离子微型超级电容器的发展具有重要的应用前景。
中国科学院大连化学研究所研发团队以海胆状钛酸钠为电池负极，多孔活性石墨烯为电容器正极，结合高压离子液体凝胶电解质，成功构建了柔性钠离子微型超级电容器。通过电池型负极和电容型正极的有效耦合，钠离子微型超级电容器可以在3.5伏的高电压下稳定工作，具有37.1毫瓦小时/立方厘米的高能量密度，形成超低自放电率。
研究人员称钠离子微型超级电容器具有多向快速离子扩散通道，这大大降低了电荷转移电阻，并显著增加了功率密度。同时，由于器件的平面几何形状和离子凝胶电解质的不燃性，微器件具有良好的机械柔性和80℃的高温稳定性。
