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石墨烯研究3D阵列结构制备

时间:2017-09-22 11:34:00 来源:未知 点击:

  石墨烯研究是基于EGaIn导电层和石墨烯3D阵列结构制备的平面柔性叉指型石墨烯MSCs(图4a),证实了上述材料和结构对器件储能性能的影响。

  石墨烯研究是基于EGaIn导电层和石墨烯3D阵列结构制备的平面柔性叉指型石墨烯MSCs(图4a),证实了上述材料和结构对器件储能性能的影响。

  对比发现,石墨烯研究3D阵列结构越规整,离子扩散动力学改善越明显,100目丝网印制的MSCs(MSCs-100)具有突出电化学性能(图4b-d),其在25μA cm-2电流密度下具有35.72 mF cm-2(10.26 F cm-3)面积电容(体积电容),在CMC/Na2SO4中性凝胶电解质中循环6600次仍具有96%容量保留率(图4e),当功率密度为41.59 mW cm2时,其面能量密度达3.17 μW Wh cm2(图4f),高于大多数报道的采用不同方法制备的MSCs。

  总之,石墨烯研究团队开发了一种高导电EGaIn/SF油墨和一种可扩展制备叉指型石墨烯3D阵列结构MSCs的平网印花策略。由于SF和EGaIn的配位螯合作用,EGaIn/SF墨水呈现出优异稳定性和流变性,可轻松在柔性基材上实现图案化,且印制图案表现出有趣的导电恢复机制,包括重力沉积、蒸发诱导、机械烧结和EGaIn自愈合。同时,通过调整丝网目数进一步印制出叉指型石墨烯3D阵列结构电极,其具有显著的多向离子扩散效应。因此,高导电EGaIn集流器、叉指构型、3D阵列结构和石墨烯片间的开放空间,四者之间的协同效应可有效提高MSCs电子电导率,改善离子传输路径,增加离子扩散方向和扩散速率。此外,石墨烯的有趣特性和低成本平网印花技术的结合也大大简化了MSCs制造过程,利于器件的集成化。结果表明,所制备的MSCs-100在25μA cm-2电流密度下具有35.72 mF cm-2面积电容,且其柔性测试和集成化MSCs长循环测试均证实其优异的电化学性能。

  同时,石墨烯研究平网印花策略简单、经济、高效和高度可扩展,可用于快速构建具有超高压输出和形状可控的微型储能器件,为柔性、可穿戴印花智能纺织产品提供良好契机。

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