Grafenelektroder til bedre ydeevne superkondensatorer

For nylig, en forskergruppe ledet af prof. Wang Zhenyang fra Institute of Solid State Physics ved Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) rapporterede om en ny metode til at fremstille højtydende superkondensatorer med ultrahøj energilagringstæthed.

Konstruktion af 3-D grafen-rammer med ultra-tykkelse og rige iontransportveje er af stor betydning for den praktiske anvendelse af grafen-superkondensatorer. Imidlertid, i tykkere elektroder, den samlede energilagringsevne er begrænset af utilstrækkelig levering af ioner til elektrodematerialets overflade og de dårlige elektrontransportegenskaber.

I dette arbejde, laser-inducerede ultra-tykke 3-D grafen rammer, med tykkelse op til 320 μm, blev direkte dyrket på det syntetiserede polyimid ved at optimere den termiske følsomhed af polyimid for at øge lasergennemtrængningsdybden. Dermed, hierarkiske porer blev opnået på grund af den hurtige frigivelse af gasformige produkter under laserstråling, hvilket lettede hurtig iontransport.

Denne nye struktur afbalancerede godt modsætningen mellem elektrodetykkelse og hurtig iontransport. Pseudokapacitiv polypyrrol blev yderligere introduceret i grafenrammerne for at fremstille sammensatte elektroder, som viser specifikke kapacitanser så høje som 2412,2 mF cm ^-2 ved 0,5 mA cm ^-2 .

Derfor, fleksible solid-state mikro-superkondensatorer blev konstrueret med en høj energitæthed på 134,4 μWh cm ^-2 ved en effekttæthed på 325 μW cm ^-2 .

Disse resultater viser, at disse ultratykke grafenelektroder rummer et stort potentiale i anvendelsen af ​​superkondensatorer, som lover høj energilagringstæthed.