清华电化学电容新突破，比容量高出电解电容两个数量级

滤波电容是电路中不可或缺的重要器件，可以起到滤波、稳压、纹波滤除的作用，从而保证了中央处理器、记忆存储器等精密电子器件的平稳运行，决定了先进电子器件/设备性能。目前的商用滤波电容器以电解电容器为主，但是其体积庞大，会极大的占据电路板中的空间，不利于电路和设备的小型化。

相对来说，电化学电容器的比容量要比电解电容器高三个数量级，是微型化、集成化滤波电容的良好选择，但受限于缓慢的离子迁移动力学，电化学电容器无法做到滤波需求的高频率响应能力，因此电化学电容器往往需要以牺牲比容量的方式，来平衡高频率的需求，到目前为止还难以实现实际应用。

而在近日，清华大学的研究团队提出了一种电场增强离子迁移的新策略，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，来弥补电化学电容器高频特性的不足。相关研究成果以“用于可集成线滤波的超低阻电化学电容器”（Ultralow-resistance electrochemical capacitor for integrable line filtering）为题发表在《自然》杂志上。

据了解，该团队基于垂直取向石墨烯与PEDOT：PSS衍生的复合活性电极，以及5微米的窄沟道结构，将面积比电容较之前的成果提升了一倍，达到5.2 mF cm-2。在与商用电解质电容器频率性能相当的同时，比容量较之提升两个数量级，并且通过飞秒激光的加工方法，实现了高密度、高一致性的集成，解决了电容器额定电压/电容的定制化问题。在实场验证中，该电容器表现出优异的滤波性能和电路兼容性，甚至针对于柔性电子电路也表现出优异的稳定滤波能力。

据悉，该项研究为发展高性能电化学滤波电容提供了新的认识和设计思路，也代表着电化学滤波电容向实际应用迈出了重要的第一步。