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)平面微型超級電容器

近日，中國科學(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)平面微型超級電容器。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》(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、微型化儲能器件。



最近，該研究團(tuán)隊發(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)微型超級電容器，能量密度高達(dá)56mWh/cm3。同時，該微型超級電容器具有優(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電容器提供了新策略。



上述工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、國家青年千人計劃等的資助。

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