石墨烯材料在柔性超級(jí)電容器電極中的應(yīng)用研究進(jìn)展

**1****成果簡(jiǎn)介 **

柔性超級(jí)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(chǔ)能手段。本文，庫(kù)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(duì)近年來(lái)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(shí)，更多地了解柔性超級(jí)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(jiàn)。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(jià)格較低。

此外，與形態(tài)學(xué)研究相關(guān)的分析從兩個(gè)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(guò)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(cè)試，測(cè)定了柔性超級(jí)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(shí)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(lái)，研究人員感興趣的最重要的材料是金屬有機(jī)框架（MOFs）、過(guò)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(shí)，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(guò)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(chǔ)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(duì)這些結(jié)果進(jìn)行了分類。似乎在不久的將來(lái)，通過(guò)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(lái)，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