微电子设备的发展要求开发灵活的储能系统，以实现微型化和可穿戴电子设备的制造。本文展示了一种可持续的方法，用于调整分层多孔激光诱导石墨烯（LIG）基底的电子和电化学特性。该方法需要将多钒氧酸盐纳米团簇（K5(CH3CN)3[V12O32Cl]（= K5{V12}）电化学沉积到高多孔性石墨烯基质上。通过显微拉曼光谱和深入的X射线光电子能谱进行综合表征，以阐明所制备电极的沉积机理和电子特性。结果表明，沉积团簇的取向与LIG结构的非晶区之间存在明显的相关性。此外，簇沉积还减少了LIG纳米石墨晶格中的晶界缺陷。优化后的电极在0.1 mA cm-2的电流密度下显示出125 mF cm-2的增强等面积电容 (CA)，与未掺杂的LIG基底相比提高了五倍。此外，作为概念验证，使用PVA-H2SO4凝胶电解质制造的柔性固态对称超级电容器装置在0.1 mA cm-2的电流密度下显示出24.92 mF cm-2的面积电容，并表现出卓越的循环稳定性，可连续进行5000 次恒流充放电循环。
图文简介
a ) K5{V12}簇(左图:俯视图,右图:侧视图)的分子结构；b ) LIG电极制备示意图及K5{V12}的电化学固定。配色方案：V (茶色 )；O (红)、N (蓝)、Cl (绿)、K (黄)。
a )未改性的LIG与K-POV-500和K-POV-750电极的拉曼谱带参数的比较。b )合成的K-POV-750电极的G带峰位和K5{V12}沉积(从875 cm-1处的V-O伸缩振动的强度)的拉曼图谱，说明在低结晶度区域优先沉积。
a ) K-POV-250、K-POV-500和K-POV-750电极相对于原始LIG电极的循环伏安图；b ) K-POV-750电极在10~100 mV s-1不同扫描速率下的CV响应；c ) K-POV- 750电极在0.1 ~ 2 mA cm-2不同电流密度下的恒电流充放电曲线；e )合成电极在不同电流密度下的面积电容( CA )；e ) K-POV-750和LIG电极在1 mA cm-2下的电压降VESR曲线；f )定量分析K-POV-750电极在10 mV s-1 ( 插图 :不同扫描速率下的扩散和电容控制电流响应)下的电荷存储机制。
a )制备的SSC-KPOV-750插图：真实柔性超级电容器器件的图像；b ) SSC-KPOV-750在10~100 mV s-1不同扫速下的CV曲线；C ) SSC-KPOV-750和SSC-LIG在100 mV s-1下CV曲线的比较；d ) SSC-KPOV-750在0.1~1 mA cm-2不同电流密度下的GCD曲线；e )在不同电流密度下SSC-KPOV-750和SSC-LIG的面积比电容；f ) SSC-KPOV-750器件在0.8 mA cm-2下循环5000 圈的循环性能。
a ) LIG、K-POV-500和K-POV-750电极在50 CV循环后的拉曼光谱；b )电化学循环过程中形成的二聚体和单体钒氧硫醇配合物的示意图。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202410943
通讯作者： Montaha Anjass
Tuning the Electronic and Electrochemical Properties of 3D Porous Laser-Induced Graphene by Electrochemically Induced Deposition of Polyoxovanadate Nanoclusters for Flexible Supercapacitors
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