采用電化學(xué)剝離方法開發(fā)出高比能全固態(tài)平面微型超級(jí)電容器

采用電化學(xué)剝離方法開發(fā)出高比能全固態(tài)平面微型超級(jí)電容器

近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員吳忠?guī)浥c德國(guó)馬普高分子研究所教授Klaus Müllen和德累斯頓工業(yè)大學(xué)教授馮新亮合作，采用電化學(xué)剝離方法一步高效制備出氟摻雜石墨烯，并以此開發(fā)出高比能全固態(tài)平面微型超級(jí)電容器。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》(Journal of the American Chemical Society)上。

采用電化學(xué)剝離方法開發(fā)出高比能全固態(tài)平面微型超級(jí)電容器

近年來，隨著可穿戴、便攜式電子設(shè)備及微機(jī)電系統(tǒng)（如微型機(jī)器人、微型傳感器）朝著輕薄短小、多功能集成方向的快速發(fā)展，亟需開發(fā)與其相配套的高能量密度、柔性化、微型化儲(chǔ)能器件。



最近，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種綠色環(huán)保的電化學(xué)剝離法一步制備出氟摻雜石墨烯。該方法以石墨為原料，在中性含氟的水系電解液中，采用電化學(xué)方法一步實(shí)現(xiàn)了石墨的高效剝離和氟摻雜，以此可宏量制備出氟摻雜石墨烯?？蒲腥藛T通過掩膜板協(xié)助過濾法得到氟摻雜石墨烯微電極，以高電壓離子液體凝膠為電解質(zhì)，成功組裝出高比能全固態(tài)微型超級(jí)電容器，能量密度高達(dá)56mWh/cm3。同時(shí)，該微型超級(jí)電容器具有優(yōu)異的柔性和循環(huán)穩(wěn)定性，在彎曲的狀態(tài)下5000次循環(huán)后容量保持率為93%。此外，該微型儲(chǔ)能器件還表現(xiàn)出良好的模塊化集成能力，可有效調(diào)控輸出工作電壓和容量。該工作為高效制備摻雜石墨烯和高性能微型超級(jí)電容器提供了新策略。



上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家青年千人計(jì)劃等的資助。

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