成果简介

将石墨烯的材料优点转化为实用的超级电容器器件对于促进电容储能至关重要，但由于制造高性能石墨烯电极膜的可扩展性有限，因此具有挑战性。本文，西安交通大学邵金友教授课题组在《AEM》期刊发表名为“Bubble Up Induced Graphene Microspheres for Engineering Capacitive Energy Storage”的论文，研究提出一种气泡诱导微球石墨烯薄膜实现良好电容储能的新方法。

脱落石墨烯/还原氧化石墨烯（EG / rGO）产生的微球具有致密，随机分布的石墨烯薄片，赋予薄膜高堆积密度（0.92 g cm−3）和离子导电性，从而在离子液体中实现高达1000 a g−1的超高充电/放电电流密度。面积质量负荷为10 mg cm−2的堆叠电池表现出83.4 Wh L−1的优异能量密度，优于最先进的碳基超级电容器，接近铅酸电池。更重要的是，通过开发的卷对卷工艺，在半分钟内制作出米级薄膜，证明了这些薄膜在超级电容器工业制造中的巨大潜力。此外，薄膜电极填充有离子凝胶电解质，并组装成具有持久柔性和多个可选输出的全固态柔性器件，证明了这种超级电容器为柔性电子设备供电的巨大潜力。

图文导读


图1、微球EG/rGO薄膜的设计和制备


图2.微球EG/rGO薄膜的表征


图3、微球EG/rGO薄膜的电容特性


图4、具有不同质量负载的超级电容器的性能


图5、使用离子凝胶电解质制造FSSC

小结

综上所述，本文提出一种新方法，即气泡诱导产生EG / rGO微球，用于高性能石墨烯薄膜的卷对卷制造，以设计电容式储能。由于该工艺非常简单，并且可以通过机械卷对卷工艺以大量制备微球石墨烯薄膜，因此可以设想本文提出的制备工艺可以促进石墨烯在电容储能领域的工业应用。由于除石墨烯外，气泡对于不同2D纳米材料的水溶液是通用的，我们相信我们的方法对于生成其他2D材料的微球（例如MXene）具有广泛的用途或 MoS2在溶液中具有适当的浓度。

文献：

https://doi.org/10.1002/aenm.202203761 

原标题：西安交大《AEM》：气泡诱导石墨烯微球，用于工程电容储能