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        美国Rice大学用激光诱导石墨烯制备超级电容器

        来源:电源技术 浏览次数: 日期:2015年11月5日 10:22

        莱斯大学的研究人员将其近期研发的激光诱导石墨烯的制备方法用来制备超级电容器,由此所得的储能设备最终将有希望用于柔性可穿戴电子产品中。吸引莱斯大学研究人员的是所形成的石墨烯基超级电容器的结构和材料的柔性。

        研究人员通过激光诱导商用聚酰亚胺(PI)薄片,展示了一种简单可扩展的快速制备激光诱导石墨烯(LIG)和微型超级电容器(MSCs)的方法。通过该方法,聚合物薄片通过激光吸收转化为具有丰富的五角-七角环状的多晶体多孔石墨烯结构。在该研究中,研究人员扩展了该方法,即通过在H2SO4中添加固态聚合物电解质,聚(乙烯醇)(PVA),制作柔性LIGSCs。研究了两种柔性固态SCsLIG-SCsLIG-MSCs。这两种SCs在放电电流密度为0.02 mA/cm2时,电容密度都大于9 mF/cm2,这是使用水系电解质时的两倍以上。而且,通过激光诱导PI薄片的两侧,固态LIG-SCs可以堆叠成为高密度储能设备,其电化学性能可以提高数倍,同时保持其柔性特点。

        20148月,美国加州大学洛杉矶分校加州纳米技术研究院(CNSI)的研究人员演示了多孔石墨烯作为超级电容器电极的有效性。

        在发表于美国化学学会《应用材料与界面》杂志上的研究中,莱斯大学研究团队采用的是他们去年开发的一种称为激光诱导石墨烯的方法。LIG是在价格低廉的聚合物发射激光直到除了碳以外的所有元素都被烧掉,留下多孔石墨烯的膜。

        莱斯大学研究团队发明的LIG的主要特点在于其制备很容易。在这份新闻稿中,Tour表示:我们的制备方法非常简单。整个制备过程都不需要在洁净的房间进行,在室外的商用激光系统上就能完成。莱斯大学研究团队的研究人员称,不仅LIG容易制备,而且其工作性能也较好。

        主导这项研究的James Tour在一份新闻稿中说:我们已经制备的超级电容器可以媲美现在商业化的微型超级电容器,但我们还可以将设备放入3-D装置中,这样就能够将很多的这种3-D装置放在非常小的区域,而且只要堆叠起来就可。

         

        研究人员对该种超级电容器进行了数千次充放电循环,电容密度几乎没有损失。此外,垂直堆叠的超级电容器被弯曲时,即使在经过8 000次的弯曲循环后,电性能几乎没有变化。Tour表示:我们已经证明这将成为柔性电子产品优良的组成部分,而且这种超级电容器将会很快被嵌入到服装或消费品中。

        所属类别: 新产品新技术

        该资讯的关键词为:超级电容器  石墨烯  莱斯大学