超级电容器

浙江理工大学赵福刚老师课题组在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表论文，研究将多电子氧化还原可逆、结构稳定的阴丹酮 (IDT) π-backbones 与还原的石墨烯氧化物（rGO）框架形成IDT@rGO分子异质结。这种不含导电剂和粘合剂的薄膜电极在-0.2-1.0V的电位范围内提供高达345Fg–1的最大电容。搭配薄膜电极-Ti3C2Tx MXene在负极中工作-0.1至-0.6V 的电位范围提供了高达769Fg–1的电容。由于IDT@rGO异质结正极和 Ti3C2T x MXene负极的完美互补电位，聚乙烯醇/H2SO4基于水凝胶电解质的柔性非对称超级电容器在8kWkg –1的高功率密度下提供了1.6V的扩大电压窗口和 17Whkg–1的令人印象深刻的能量密度，以及显著的速率能力和循环寿命以及出色的柔韧性和可弯曲性。

最后，作为概念证明，证明了石墨烯 SCs 对便携式电子产品和电动汽车的潜在适用性。实验研究强调了使用石墨烯 SC 作为辅助电源与电池结合用于驱动 EV 原型，以及作为主要能源设备来存储在制动和减速条件下再生的能量。

研究通过高效连续离心浇铸方法制备偏钒酸铵/氧化石墨烯（NH4VO3/GO）薄膜，再通过激光刻划来制备碳化钒/还原氧化石墨烯（V8C7/rGO）MSC。在30分钟内，可在柔性基板上生产20多个MSC，显示出可扩展制造的潜力。

生物质中固有的含Ca物质在热解过程中首先转化为CaCO 3，然后分解为CaO，嵌入的CaO作为原位模板和催化剂生成分级结构和石墨结构。由此产生的石墨烯表现出 3D 结构层次，具有微观尺寸的面内空位、中等尺寸的通道和宏观尺寸的腔体，有助于快速电荷转移、短离子扩散路径和坚固的框架。

中科院山西煤化所709组“煤基快充石墨负极材料”、“高通量石墨烯导热膜产业化技术”、“高性能超级电容器批量化制备技术”三个高技术项目进入复赛。技术人员通过路演PPT，从项目规划、人才团队、技术水平、商业模式、市场前景等方面系统介绍了创业项目，展示出项目的高技术门槛和良好的产业化前景，受到现场媒体、创投风投机构的高度关注。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，应用领域分布广泛包括新能源电池、电子制造、节能环保等领域。

本研究以未经过任何活化或其他表面修饰的CFs为基底，开发了一种基于石墨烯气凝胶(GA)修饰CF电极的多功能结构超级电容器。通过探索水相氧化石墨烯的水热自组装工艺制备了GA，并将其与碳纤维(CFs)结合以提高比表面积，最终提高结构超级电容器的存储容量。采用不同的负载量来确定GA负载对超级电容器电化学性能的影响。由于静电纺丝纳米薄膜的高孔隙率和极低的厚度，从而最大限度地降低了结构超级电容器的内阻，因此被用作隔膜材料。此外，它具有离子导电性和电绝缘性，这使得它适合于隔膜功能。使用薄的静电纺纳米纤维隔膜也防止了设备中电极的短路。

这里报道了一种新的电化学-凝固型电泳沉积方法，包括气泡模板法和原位微波还原过程，在超薄石墨纸上可控制备了硫、氮掺杂的石墨烯泡沫(dGF)。dGF材料拥有相互交错的孔结构，高的比表面积，以及硫和氮共掺杂，显示出高的比电容达354 F·g-1，以及良好的倍率性能。由于石墨纸作为沉积基底和原位微波还原引发剂的优点，通过定制石墨纸的形状可以方便地获得叉指电极。组装的柔性超级电容器的能量密度为71.5 W h kg-1（功率密度为0.65 kW kg-1），并且在10 000次充放电循环后仍能保持99.5%的比电容。

锂离子电容器(LIC)作为一种有前途的储能系统，在高能量密度和功率密度储能器件方面显示出巨大的潜力。但受限于阳极倍率性能差、阴极容量不足，其性能有待进一步提升。这项工作为超快速制造石墨烯基碳材料用于高性能锂离子电容器提供了一个通用而有效的方案。

通过采用Ni-Co层状双氢氧化物 (LDH) 和磺化石墨烯纳米片 (SGN) 的异质组装策略，获得了具有静电相互作用的混合复合材料。根据带负电荷的SGN取代带正电荷的LDH主体板的层间硝酸根阴离子，可以增加混合复合材料表面上Ni3+的丰度，以加强混合复合材料内的静电相互作用。正如预期的那样，LDH与SGN的有效耦合确保了异构组件的均匀结合。混合复合材料的独特结构加速了电化学反应过程中的电子转移和离子扩散过程，有利于提高电池型电极的电化学性能。

通过在GO纳米片之间嵌入T-Nb 2 O 5纳米线，开发了一种T-Nb 2 O 5 /rGO复合材料，以结合T-Nb 2 O 5特殊的嵌入拟电容行为和rGO良好导电性的优点。T-Nb2O5 /rGO杂化物具有高比容量、超长循环寿命和良好的倍率保持率，在高性能非对称超级电容器中显示出良好的应用前景。