石墨烯材料在柔性超級電容器電極中的應(yīng)用研究進(jìn)展

**1****成果簡介 **

柔性超級電容器因其可接受的比電容和功率密度、高充放電速度和極大的靈活性而被認(rèn)為是便攜式電子設(shè)備中的一種儲能手段。本文，庫姆大學(xué) Ali Ehsani等研究人員在《Journal of Energy Storage》期刊發(fā)表名為“Recent advances in utilizing graphene-based materials for flexible supercapacitor electrodes”的論文，研究從納米復(fù)合材料合成方法、形貌學(xué)研究和電化學(xué)結(jié)果的角度對近年來的研究結(jié)果進(jìn)行了分類。當(dāng)研究的目標(biāo)是工業(yè)化和擴(kuò)大規(guī)模時，更多地了解柔性超級電容器電極中使用的石墨烯基材料的合成的重要性變得顯而易見。在這方面，更舒適的合成和所用材料的低成本導(dǎo)致了我們最終產(chǎn)品的價格較低。

此外，與形態(tài)學(xué)研究相關(guān)的分析從兩個方面非常重要，即獲得正確視圖所提出材料結(jié)構(gòu)的可能性及其柔韌性。最后 ，通過循環(huán)伏安法、恒電流充放電法和電化學(xué)阻抗譜等電化學(xué)測試，測定了柔性超級電容器的比電容、能量密度、功率密度和循環(huán)壽命。

**2****圖文導(dǎo)讀 **

圖1.SC發(fā)展的歷史時間表。

圖2.FSC在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.1 FSCs電極材料

FSC 系統(tǒng)的電化學(xué)性能取決于電極中使用的材料、電解質(zhì)類型以及電極的排列方式等因素。近年來，研究人員感興趣的最重要的材料是金屬有機(jī)框架（MOFs）、過渡金屬氧化物（TMOs）、石墨烯基材料、導(dǎo)電聚合物（CPs）和生物質(zhì)[35]。同時，石墨烯基材料，如二元和三元復(fù)合材料形式的復(fù)合材料，由于離子轉(zhuǎn)移速度快、Cs高、能量密度高、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用。

圖3：（a）氧化石墨烯的合成路線示意流程圖；（b）復(fù)合薄膜的制造過程示意圖；（c）VO2/GO 的掃描電鏡和 FESEM 圖像。

圖4.（a）復(fù)合電極的制造，（b）復(fù)合材料的SEM圖像

**3****小結(jié) **

石墨烯在儲能系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用增加了研究人員將其用于FSC的愿望。在最近的研究中，石墨烯以復(fù)合材料的形式與TMO、CP和生物質(zhì)等材料結(jié)合，以增強(qiáng)電化學(xué)性能。同樣在這篇綜述中，從合成、形態(tài)學(xué)研究和電化學(xué)效應(yīng)的角度對這些結(jié)果進(jìn)行了分類。似乎在不久的將來，通過更仔細(xì)地分析納米材料的影響、引入候選物的協(xié)同效應(yīng)以及在合成階段應(yīng)用創(chuàng)新，有可能加強(qiáng)FSC的一些缺點(diǎn)，例如其低能量密度。似乎在不久的將來，F(xiàn)SC的主要挑戰(zhàn)將是將電極材料從實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模。

審核編輯：劉清