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1、石墨烯超級(jí)電容器理研16022016200927程家興Graphenesupercapacitor超級(jí)電容器簡(jiǎn)介PART石墨烯超級(jí)電容器簡(jiǎn)介柔性固體石墨烯超級(jí)電容器簡(jiǎn)介什么是超級(jí)電容器超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容和二次電池的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。具有充放電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。根據(jù)儲(chǔ)存機(jī)理不同可以分為雙電層超級(jí)電容器、贗電容超級(jí)電容器和非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器。超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)組成集流體作用：傳遞和收集電荷涉及材料：石墨材料、泡沫鎳、不銹鋼網(wǎng)等電解液水系：酸性（硫酸）、堿性（KOH）和中性（硫酸鈉）有機(jī)系：季銨鹽、鋰鹽、有機(jī)
2、溶劑凝膠：PVA/H2SO4、PVA/H3PO4隔膜涉及材料：多孔PE、PP電極材料超級(jí)電容器工作電極所采用的電極材料是進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存的關(guān)鍵，是決定超級(jí)電容器性能的核心影響因素超級(jí)電容器和電池的比較提升超級(jí)電容器性能的關(guān)鍵是選用合適的電極材料什么是石墨烯石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀的新材料，碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格。鉛筆里用石墨就相當(dāng)于無(wú)數(shù)層石墨烯疊在一起。什么是石墨烯超級(jí)電容器相對(duì)于活性炭，石墨烯材料具有很高的比表面積和更加優(yōu)異的導(dǎo)電性，其特殊的平面二維結(jié)構(gòu)使其具有更具豐富的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。因此石墨烯非常適合作為超級(jí)電容器電極材
3、料石墨烯超級(jí)電容器幾大研究熱點(diǎn)美國(guó)研制超級(jí)電池：幾秒鐘內(nèi)完成手機(jī)充電美國(guó)科學(xué)家最新研制一種超級(jí)電池，它們被稱(chēng)為微型石墨烯超級(jí)電容，其充放電速度比普通電池快1000倍；這種超級(jí)電池是采用單原子厚度的碳層構(gòu)成，能夠很容易制造并整合為器件，未來(lái)可以制造更加輕薄的手機(jī)?？茖W(xué)家使用DVD燒錄技術(shù)制造微型超級(jí)電池，其充放電能力是普通電池的上千倍什么是柔性固體石墨烯超級(jí)電容器美國(guó)阿克倫大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院鞏雄教授與蘭州大學(xué)功能有機(jī)分子化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張浩力教授合作，采用簡(jiǎn)單的抽濾方法制備了具有自支持特性的石墨烯凝膠膜，該石墨烯凝膠具質(zhì)量小、
4、高柔性、高導(dǎo)電性的特點(diǎn)。使用該自支持石墨烯電極組裝制備了柔性固體超級(jí)電容器，該柔性固體超級(jí)電容器具有優(yōu)異的電容性能、好的循環(huán)穩(wěn)定性及可彎曲的特性SSG（自堆疊溶劑化石墨烯）膜的制備SSG（自堆疊溶劑化石墨烯）膜的制備掃描電鏡圖表面SSG膜擁有光滑的表面橫截面電鏡圖表明SSG膜有均勻的層狀結(jié)構(gòu)柔性固體石墨烯超級(jí)電容器的制備柔性固體石墨烯超級(jí)電容器的電化學(xué)性能循環(huán)伏安曲線(xiàn)表明，該電容器具有理想的雙電層電容柔性固體石墨烯超級(jí)電容器的電化學(xué)性能根據(jù)公式Cs=4(IΔt)/(mΔV)計(jì)算電容，在電流密度為0.5A/g時(shí)Cs≈250F/g。在1
5、A/g的電流密度下，Cs保持在245F/g，這是其原始值的98％。此外，在20A/g的電流密度下,固態(tài)超級(jí)電容器仍然具有≈145F/g的Cs柔性固體石墨烯超級(jí)電容器的機(jī)械性能在不同的彎曲角度下，柔性固態(tài)超級(jí)電容器都具有大致相同的電容行為，表明固態(tài)超級(jí)電容器具有優(yōu)良的機(jī)械性能柔性固體石墨烯超級(jí)電容器的循環(huán)周期放置后的電容器電容比剛制備出來(lái)的大，可能是由于離子在SSG膜進(jìn)一步擴(kuò)散的結(jié)果在前2000次充放電過(guò)程中電容緩緩下降，在循環(huán)10000次后依然保持83%的初始容量探究柔性固體石墨烯超級(jí)電容器潛在應(yīng)用研究人員通過(guò)兩步旋涂方法制備了具有
6、高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PCE=14.12%）。通過(guò)將鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與柔性固體超級(jí)電容器結(jié)合制備了自充電的電子設(shè)備，該設(shè)備可將太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能儲(chǔ)存在超級(jí)電容器中供給電子設(shè)備使用。該研究成果解決了太陽(yáng)能電池的使用受時(shí)間、天氣和地理位置限制的問(wèn)題，也為柔性及可穿戴電子設(shè)備提供能源供應(yīng)。石墨烯超級(jí)電容器存在的問(wèn)題與鋰電池相比，能量密度低單層石墨烯制備水平有限更有效地利用極大的比表面積還存在難題離子遷移電阻石墨烯價(jià)格高，整體成本過(guò)高THANKSFORYOURLISTENING
