喬越電子報

喬越電子報-第六期 超級電容器問世關鍵-石墨烯

2015/05/12訂閱電子報

本期索引

  • 石墨烯於超級電容之應用

石墨烯於超級電容之應用

超級電容器是介於傳統電容器和二次電池之間的一種電化學儲能裝置，具有高能量密度、高功率密度、循環壽命長、快速充放電、無汙染、免維護及溫度範圍廣等特性，因此無論在汽車、電力、鐵路、通訊、軍事、工業應用、消費性電子產品等方面皆有著極大的應用價值與市場潛力。

超級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)

雙電層電容器的儲能原理是在大比表面積的碳材料電極和電解質介面吸附相反電荷的正負離子，電荷儲存在介面雙電層中，通過電化學極化進行可逆吸／脫附從而儲存和釋放能量。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、電導率和孔隙率。

法拉第電容器(右昌贗電容器，pseudo—capacitors)

贗電容器儲能原理則是在具有氧化還原活性的電極表面，通過電極和電解質之間發生快速可逆的氧化還原反應進行能量儲存和釋放。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，但由於材料的導電性能較差，材料發生氧化還原反應時結構容易被破壞，因此能量密度和迴圈性能相對較差。

 

 

 

 

 

 

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構碳材料，具有很大的比表面積、優異的導電/導熱性和力學強度，符合超級電容器對電極材料具備高能量密度和高功率密度的要求，此外，石墨烯作為電級材料不僅能提高比電容量，也可達到快速充放電和增加循環壽命的效能。鑑於此，以石墨烯為材料的超級電容對電動車產業未來的發展將扮演至關重要的角色。

資料來源:

1.杨德志,沈佳妮,杨晓伟&马紫峰 (2014)石墨烯基超级电容器研究进展, 储能科学与技术, (3)1。

2.洪悟清, 章欽亮&王玉平 (2014) 石墨烯於超級電容之應用研究, 新新季刊,(42)1。

3.張東光 (2013) 研發超級電容 iPhone 5秒充電有望, 大紀元。

網址:

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MIC資深產業顧問吳顯東 (2015) 穿戴裝置續電救星：石墨烯, 中時電子報。

網址:

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

GO TOP

 

LED 產業發光發熱 先端材料獨領風騷

LED具有高亮度與低耗電優勢，當LED做為光源使用時，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保意識逐漸抬頭趨勢下，以LED為發光源之照明設備與背光模組已成為市場主流。由於整體市場對於LED產品的需求與應用急速擴張，材料及封裝技術的不斷演進，LED朝向高功率、高亮度發展已成為該產業之必然趨勢。高功率白光LED市場的成長更是明顯，由於LED只有20％ 的能量轉換成光，但卻有80％ 的能量轉換成熱若無法將熱量快速有效的排除，LED點亮時所產生的高溫將使得LED晶片的壽命急速縮減，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的散熱設計已然成為一個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中的顯學，低熱阻與高散熱的材料，能夠即時的將LED熱能傳遞至散熱組件，快速降低LED溫度，達到提升LED的亮度與壽命的功能

TSP(Thermal Settable Pad)低熱阻散熱墊片

產品應用：MCPCB與散熱鰭片間的導熱及絕緣填充粘著材料

優點

  • 固化後黏著力强不需鎖螺絲
  • 具備低熱阻(高導熱率)特性
  • 良好的耐電壓特性
  • 填補介面孔隙降低介面熱阻
  • 適合全周光或有空間限期的設計
  • 良好的可操作性
  • 貝備長期可靠度特性
  • 完整的UL(NO：E351863)認證
  • 符合RoHS規範

熱固化墊片，除具備高熱傳導效果外，能夠藉由熱固化黏著的優勢，直接將散熱鋁基板與燈體結合，尤其對於COB封裝晶片與全周光應用均能輕鬆的實現

TRM高效散熱塗布材料

產品應用：增强散熱鰭片熱輻射效應的塗料
產品類型：噴塗漆

產品特性

  • 兼具高導熱與高IR特性，大幅提升輻射效率
  • 可調色、滿足不同應用需求加工
  • 易加工、減少鰭片重量
  • 自主研發與生產、具備高性價比
  • 通過嚴格信賴性測試
  • 符合RoHS規範

熱輻射材料為全新的技術突破，能大幅提升物質表面的熱輻射效率，特別是在縮小化、精緻化的外觀設計趨勢下，更能展現與發揮優勢。

GO TOP

超強性能環氧樹脂 TPMS環測ALL PASS

TPMS胎壓監測系統 “Tire Pressure Monitoring System”，主要用於在汽車行駛中，能即時的針對輪胎胎壓過低、胎壓過高、快速漏氣、胎溫過高等資訊進行自動監測與警示，提供汽車駕駛者有效資訊去保持足夠的輪胎胎壓，當胎壓偏離正常範圍數值,就會利用無線訊號將數值傳輸至儀表板上，亮起紅燈警示，提醒駕駛者，預防爆胎事故的發生，增加駕駛汽車的安全性與減少因輪胎胎壓不足所額外產生的油秏，並延長輪胎的使用壽命。

交通部明訂法令規定2014年11月1日新車出廠需安裝TPMS胎壓偵測器。胎壓偵測器主要是由塑膠機構外殼，壓力感測元件，封裝用環氧樹脂所組成，主要信賴性測試條件:-40~125℃冷熱循環，需通過1000 CYCLE膠材適溫範圍-40~120℃ 對於塑料PA66+30%玻纖材質須有較佳的接著性能，並請針對機殼尖銳角度要避免膠裂現象。

喬越感謝客戶配合測試在研發不斷調整膠材性能，例如反應收縮率要求小，膠的韌性要高，這些微調都要考量膠材的全面特性，包括良好的操作性，黏度不可拉高，以免氣泡問題產生，都會影響整體信賴性，最終推出EPO-SIL EF473A1/EF473B1系列產品成功解決TPMS通過嚴苛的環測條件。

 GO TOP

品矽氧烷樹脂固化反應實驗

矽氧烷樹脂(Silicone)有許多固化方式，其中一種是以有機金屬做為觸媒，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，使其進行固化反應。通常主劑與硬化劑是以莫爾數11:1的比例混合進行反應 (圖一)。

註1: 莫爾數 = 質量 / 分子量

一般原廠為消費者方便使用，事先已將反應比例調整成是以質量比方式混合，消費者僅依原廠建議，加入固定質量比的AB劑即可使用，不用再另外計算複雜的公式，在製程上產生不必要麻煩。以DOW CORNING SE 1740 為例，正常使用下是以質量比1:1方式混合，當比例調整成2:1 或1:2時，因反應中多餘的主劑或硬化劑找不到配對而無法反應，造成膠體的硬度下降(圖二)，當比例調整成1:3或3:1時，在比例差異甚大的情況下，分子間的碰撞較為困難，固化反應更不易進行(圖三)。所以矽氧烷樹脂在固化反應時，並非硬化劑加得愈多硬度愈硬，還需考量膠材本身的成分與比例，以達到硬度最高之可能性。

GO TOP

近期展會活動

─撰文: 行銷部
GO TOP