超级电容器

ST相关负责人表示，相较于传统超级电容器，新型弯曲石墨烯（curved graphene）超级电容器的能量密度提升了72%，这当中最大的挑战是如何实现弯曲石墨烯“从1g到1kg”的制备，也就是从实验室到工厂环节。与常见的“画饼”不同，ST的新型超级电容器虽然预计2023年商业化生产，但目前已经向欧洲的诸多客户送样，并正在取得反馈与改进意见。

本文主要综述了从石墨烯基元调控到二维宏观薄膜组装以及石墨烯薄膜在超级电容器应用中的研究进展。主要介绍了石墨烯薄膜的制备方法，并详细介绍了通过对石墨烯基元的结构调控和表面修饰来优化石墨烯薄膜电化学性能的策略，最后对石墨烯薄膜应用所面临的挑战和未来的发展进行了总结与展望。

研究展示了一种新型水冷辅助选择性激光烧蚀 (WASLA) 技术，用于以无掩模和无化学物质的方式大规模制造“纸上”3D 石墨烯-纤维素复合叉指电极 (3D GCCIE)。获得的电极具有3D电荷存储几何形状、高导电性、自由设计的图案以及纸基板的固有优势。所以，基于 3D GCCIE 的 MSC 表现出优异的整体性能，包括大比电容、高倍率性能、令人印象深刻的循环稳定性和卓越的机械柔韧性。

研究利用简便的热解过程将螳螂虾壳转化为3D双连续多孔、高度褶皱、氮掺杂、类石墨烯超薄碳片 (3D BWGC)。3D BWGC实现了2300m2g-1的高表面积和高达 1.63cm3g-1的孔体积。在1Ag-1的电流密度和 1.1V 的工作电压窗口下，3D BWGC 在0.5MH2SO4电解质中的比电容为370.9Fg-1 。

研究通过利用自由基化学制备了一种新型碳基材料，该材料是具有类金刚石四面体成键的氮掺杂石墨烯，将其用于高能量密度超级电容器电极，电极活性物质质量密度明显高于通过机械压缩等其他方法制备的同类材料，且表现出前所未有的能量密度，实现了高负载量碳基材料在超级电容器领域应用的突破。

迄今为止，一系列的多孔碳材料（活性炭、碳化物衍生碳、碳纳米笼、石墨烯等）已经被证实是能够实现高质量能量密度的正极材料。然而，针对柔性可穿戴电子应用场景，体积能量密度对于优化有限空间内的电荷存储效率更为关键。

南京航空航天大学窦辉教授与南京工业大学孙庚志教授以还原氧化石墨烯（rGO）为正极材料构建高效锌离子电容器，并根据电荷存储能力和电化学动力学优化rGO的表面化学性质。