石墨烯材料在柔性超级电容器电极中的应用研究进展

**1****成果简介 **

柔性超级电容器因其可接受的比电容和功率密度、高充放电速度和极大的灵活性而被认为是便携式电子设备中的一种储能手段。本文，库姆大学 Ali Ehsani等研究人员在《Journal of Energy Storage》期刊发表名为“Recent advances in utilizing graphene-based materials for flexible supercapacitor electrodes”的论文，研究从纳米复合材料合成方法、形貌学研究和电化学结果的角度对近年来的研究结果进行 了分类 。当研 究的目标是工业化和扩大规模时，更多地了解柔性超级电容器电极中使用的石墨烯基材料的合成的重要性变得显而易见。在这方面，更舒适的合成和所用材料的低成本导致了我们最终产品的价格较低 。

此外，与形态学研究相关的分析从两个方面非常重要，即获得正确视图所提出材料结构的可能性及其柔韧性。最后 ，通过循环伏安法、恒电流充放电法和电化学阻抗谱等电化学测试，测定了柔性超级电容器的比电容、能量密度、功率密度和循环寿命。

**2****图文导读 **

图1.SC发展的历史时间表。

图2.FSC在不同领域的应用。

2.1 FSCs电极材料

FSC 系统的电化学性能取决于电极中使用的材料、电解质类型以及电极的排列方式等因素。近年来，研究人员感兴趣的最重要的材料是金属有机框架（MOFs）、过渡金属氧化物（TMOs）、石墨烯基材料、导电聚合物（CPs）和生物质[35]。同时，石墨烯基材料，如二元和三元复合材料形式的复合材料，由于离子转移速度快、Cs高、能量密度高、功率密度高等优点，被广泛使用。

图3：（a）氧化石墨烯的合成路线示意流程图；（b）复合薄膜的制造过程示意图；（c）VO2/GO 的扫描电镜和 FESEM 图像。

图4.（a）复合电极的制造，（b）复合材料的SEM图像

**3****小结 **

石墨烯在储能系统中的广泛应用增加了研究人员将其用于FSC的愿望。在最近的研究中，石墨烯以复合材料的形式与TMO、CP和生物质等材料结合，以增强电化学性能。同样在这篇综述中，从合成、形态学研究和电化学效应的角度对这些结果进行了分类。似乎在不久的将来，通过更仔细地分析纳米材料的影响、引入候选物的协同效应以及在合成阶段应用创新，有可能加强FSC的一些缺点，例如其低能量密度。似乎在不久的将来，FSC的主要挑战将是将电极材料从实验室扩大到工业规模。

审核编辑：刘清