近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)泩F隊利用紫外光還原氧化石墨烯技術(shù),一步法實現(xiàn)了氧化石墨烯的還原與石墨烯圖案化微電極的構(gòu)筑,批量化制備出不同構(gòu)型的微型超級電容器。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano(DOI:10.1021/acsnano.7b01390)上。
柔性化、微型化、智能化電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,促進了微型超級電容器等儲能器件的進步。傳統(tǒng)微納加工技術(shù),如濕法光刻,操作繁瑣、過程復(fù)雜、成本較高,不適宜批量化生產(chǎn)。此外,以氧化石墨烯為前軀體制備的微型超級電容器,還需要增加化學(xué)還原或熱還原等步驟。因此,高效、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯微型超級電容器件技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
該研究團隊利用紫外光還原氧化石墨烯技術(shù),實現(xiàn)了氧化石墨烯的高效還原與石墨烯微電極的圖案化一步完成,并批量化制備出不同構(gòu)型的微型超級電容器。與現(xiàn)有制備技術(shù),如濕法光刻、噴涂打印不同,該技術(shù)具有操作流程簡單、成本低、條件溫和等特點,并能夠高效構(gòu)建出不同構(gòu)型、集成化的微型功率源。制備得到的電容器在離子液體中表現(xiàn)出較高的掃描速率(200V/s)、能量密度(7.7mWh/cm3)和功率密度(312W/cm3)。該工作為一步法簡化制備石墨烯微型超級電容器提供了新思路,并證實了可通過調(diào)控薄膜電極與電解液界面的浸潤性能顯著提高器件的電化學(xué)性能。
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