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成果簡介

將石墨烯的材料優(yōu)點轉(zhuǎn)化為實用的超級電容器器件對于促進電容儲能至關重要，但由于制造高性能石墨烯電極膜的可擴展性有限，因此具有挑戰(zhàn)性。本文，西安交通大學邵金友教授課題組在《AEM》期刊發(fā)表名為“Bubble Up Induced Graphene Microspheres for Engineering Capacitive Energy Storage”的論文，研究提出一種氣泡誘導微球石墨烯薄膜實現(xiàn)良好電容儲能的新方法。

脫落石墨烯/還原氧化石墨烯（EG / rGO）產(chǎn)生的微球具有致密，隨機分布的石墨烯薄片，賦予薄膜高堆積密度（0.92 g cm−3）和離子導電性，從而在離子液體中實現(xiàn)高達1000 a g−1的超高充電/放電電流密度。面積質(zhì)量負荷為10 mg cm−2的堆疊電池表現(xiàn)出83.4 Wh L−1的優(yōu)異能量密度，優(yōu)于最先進的碳基超級電容器，接近鉛酸電池。更重要的是，通過開發(fā)的卷對卷工藝，在半分鐘內(nèi)制作出米級薄膜，證明了這些薄膜在超級電容器工業(yè)制造中的巨大潛力。此外，薄膜電極填充有離子凝膠電解質(zhì)，并組裝成具有持久柔性和多個可選輸出的全固態(tài)柔性器件，證明了這種超級電容器為柔性電子設備供電的巨大潛力。

圖文導讀


圖1、微球EG/rGO薄膜的設計和制備


圖2.微球EG/rGO薄膜的表征


圖3、微球EG/rGO薄膜的電容特性


圖4、具有不同質(zhì)量負載的超級電容器的性能


圖5、使用離子凝膠電解質(zhì)制造FSSC

小結(jié)

綜上所述，本文提出一種新方法，即氣泡誘導產(chǎn)生EG / rGO微球，用于高性能石墨烯薄膜的卷對卷制造，以設計電容式儲能。由于該工藝非常簡單，并且可以通過機械卷對卷工藝以大量制備微球石墨烯薄膜，因此可以設想本文提出的制備工藝可以促進石墨烯在電容儲能領域的工業(yè)應用。由于除石墨烯外，氣泡對于不同2D納米材料的水溶液是通用的，我們相信我們的方法對于生成其他2D材料的微球（例如MXene）具有廣泛的用途或 MoS2在溶液中具有適當?shù)臐舛取?br />
文獻：

https://doi.org/10.1002/aenm.202203761 

原標題：西安交大《AEM》：氣泡誘導石墨烯微球，用于工程電容儲能