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模压石墨材料

  该管事中生长的石墨烯基电极组织调控本领对生长高职能石墨烯基微型超等电容器和办理其它二维资料存正在的堆叠聚会题目供给了可鉴戒思绪。相干结果公布正在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201907284)上。

  超等电容器,加倍是双电层电容器,是一种正在电极皮相疾捷存储和开释电荷的储电安装。因为高比皮相积的电极能提拔超等电容器的储电容量(电容),因此超等电容器电极资料需具备高比皮相积。最常用的增大电极比皮相积本领是将电极资料制备为众孔组织。然而,电极资料孔隙率过高会下降电极密度,并发生操纵层面的题目:

  ( 1 )低密度使得电极资料蓬松,增大超等电容器体积,晦气于操纵于微型或便携式电子器件;

  是以,怎样调控电极资料的比皮相积和密度,而保存电极资料高比皮相积的同时尽可以增大其密度成为超等电容器磋商的离间。

  器件正在0.026 mW cm2的功率密度下告终了1.36 Wh cm2的高面能量密度。同时,该器件也呈现出优异的刻板职能和轮回坚固性。当分歧弯曲应变要求下,其面庞量均没有显然的更动;正在0.10 mA/cm-2的电流密度下实行充放电轮回,10,000 次轮回后还是有95.5% 的容量保留率。

  高职能微型超等电容器的进取正在微型电子筑设的生长和操纵中饰演着紧急的脚色。石墨烯因为其外面比皮相积高、导电性好、刻板职能精良等上风被以为是微型超等电容器电极资料的优先遴选。然而,石墨烯自身二维组织的性子酿成其容易堆叠聚会,停滞其同电解质的有用接触,压制该资料电化学储能职能阐发。因此,紧迫须要生长一种高效本领来调控石墨烯基电极组织,缓解其堆叠聚会题目,巩固石墨烯基微型电容器电化学储能职能。

  ( 2 )正在电极中众余的孔隙会被液态电解液填充,无储能材干,却填充了器件质地。同样晦气于正在便携式电子筑设中的操纵。

  西安交通大学资料科学与工程学院李磊课题组针对这一题目,生长了一种高效本领制备石墨烯-碳纳米管复合资料墨汁,进而通过墨汁直写手艺制备了微型超等电容器。正在器件电极资料中,碳纳米管的参与能够告终对电极组织的直接调控,压制石墨烯的堆叠聚会外象。本文精细地磋商了电极中碳纳米管含量对其电化学储能职能的影响。磋商挖掘随碳纳米管含量的填充,2元彩票微型超等电容器的面庞量先填充,后下降。当碳纳米管的含量为5% 时,器件具有最优的面庞量,即正在0.05 mA/cm-2时,面庞量到达9.81 mF/cm-2,当电流密度填充到0.40 mA/cm-2时,依旧保留正在8.05 mF/cm-2。