成果简介
石墨烯电极在各种电化学系统中具有极高的储能能力，但高结晶度石墨烯的高加工成本阻碍了石墨烯电极在离子存储器件中的实际应用。由于石墨烯的氧化还原两性特性，受主型石墨插层化合物（GICs）正受到新型电池系统的极大关注。本文，厦门大学马来西亚分校能源与化学工程学院 范能平教授团队等研究人员在《Mater Commun》期刊发表名为“Facile fabrication of freestanding graphene nanoplatelets composite electrodes for multi battery storage”的论文，研究通过一种简便的一步相转化方法制备了独立的、高导电性的多孔石墨烯纳米片薄膜（GNPF）。
GNPF 电极在铝离子电池 (AIB) 中表现出优异的电化学性能，具有4.14mg cm-2的高面积负载，提供 83mAhg-1的显着比容量（转换为0.35mA cm-2 ) 在 1Ag-1下2000次循环后。多孔GNPF电极赋予双碳电池 (DCB) 系统中的高压存储。该电池在 5.0 V 的高截止电压下表现出优异的循环稳定性，在50mA g -1 下循环100次后的可逆容量为50mAh g -1。目前的方法简化了基于石墨烯的独立电极的制造，同时保持了GNP的电化学活性和结构稳定性，用于高电化学储能应用。
图文导读
图1。(a) GNPF 制造程序示意图；(b) GNP 的FESEM图像；(c) GNPF 的照片和 FESEM 图像；(d) GNPs 的拉曼光谱和 (e) GNPFs 的氮吸附/解吸等温线。
图2。基于 AlCl3 /Et3 NHCl电解质的GNPF电极的电化学性能
图3。SAC 阳极和 GNPF-M 阴极在 4 M LiPF 6 EMC 基电解质中的电化学测试结果
图4。(a) (a) 半电池 (b) DCB 全电池设置中 GNPF-M 电极的CV曲线；(cd) DCB 的充电和放电循环对应的dQ/dV微分曲线。
小结
综上所述，目前的工作利用商业石墨烯片来应对独立石墨烯基电极的高制造成本挑战。基于解决方案的处理方法是一种简单、可行和高通量的低成本处理方法，能够实现储能设备电极的可扩展生产。用卓越的电化学稳定性和导电性研究了 GNPF 电极在 AIB 和 DCB 中的多电池储能。与用于 AIB 的其他类型石墨阴极相比，GNPF 阴极表现出较长的循环寿命和较高的面积容量。GNPF 的阴离子存储能力在 DCB 在 4.25 V 的高平均电压下稳定运行超过 100 次循环中得到进一步证明。作者相信这种新颖的方法为设计各种储能系统的低成本、高性能独立式电极提供了一种有吸引力的选择。
文献：https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.103782
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