石墨烯基电化学电容器储能研究取得进展


来源:金属研究所

[导读]电化学电容器具有可快速充电、功率高、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性能高等优点,可用作大功率电源,在混合电动汽车、备用电源、便携式电子设备等领域都具有广阔的发展前景。

www.188betkr.com 讯电化学电容器具有可快速充电、功率高、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性能高等优点,可用作大功率电源,在混合电动汽车、备用电源、便携式电子设备等领域都具有广阔的发展前景。然而电化学电容器相比于电池其能量密度较低,即单位体积内储存的能量低,限制了其更广泛的应用范围,尤其是在便携式智能设备中的应用,需要进一步提高体积能量密度。近日,中国科学院金属研究所与英国伦敦大学学院合作,在《自然-能源》(Nature Energy)在线发表题为《可调层间距、高效孔利用石墨烯薄膜的电化学电容储能研究》(Tuning the interlayer spacing of graphene laminate films for efficient pore-utilization towards compact capacitive energy storage)的研究论文。

  研究人员制备了不同比例的氧化石墨烯和热膨胀还原石墨烯的混合溶液,经过真空抽滤,得到片层间距可调节的复合石墨烯基薄膜。通过调控片层间距,实现了优化整个电极材料孔隙率的效果。当电极材料的孔隙尺寸与电解液的离子尺寸相匹配时,孔隙的空间利用达到了最优化,从而极大化了体积能量密度。在此基础上,科研人员设计了全固态柔性电化学电容器,石墨烯薄膜电极材料本身良好的弯折性能,保证了整个器件的柔性,并进一步发展了智能器件,通过根据实际需求改变电路连接方式,实现了不同的输出效果。

  该合作研究的实验工作由英国伦敦大学学院博士李庄男在中科院金属所合作研究完成,所有作者共同参与了数据分析、讨论及论文撰写工作。李庄男为第一作者,李峰、Ivan Parkin、郭正晓为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院等资助。

图1. 片层间距可调节的复合石墨烯薄膜的制备过程

图2. 片层间距可调节的复合石墨烯薄膜的结构表征

图3. 片层间距可调节的复合石墨烯薄膜的电化学表征

图4. 电化学电容器性能

图5. 制作全固态电化学电容器及其智能设计

(www.188betkr.com 编辑整理/墨玉)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

推荐 8
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:www.188betkr.com "的所有作品,版权均属于www.188betkr.com ,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:www.188betkr.com "。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻