合工大科研团队研发出新型石墨烯电容器

请关注⇨ 合肥工业大学 2019-05-26

近日，中国新闻网、科技日报、中国科技网等主流媒体报道我校化学与化工学院从怀萍教授科研团队成功制备出一种石墨烯薄膜，并成功将其组装为全固态柔性超级电容器。这种柔性超级电容器可为可穿戴设备提供高效安全电源，是新一代柔性电子器件的关键设备。

相关成果12日发表在国际著名学术刊物《化学》上。

图(1) 基于石墨烯和三聚氰胺相互作用构筑透明超薄石墨烯薄膜

据介绍，石墨烯因优异的光学、电学、热学、力学等性能，成为新型储能器件的理想材料。然而，由于石墨烯纳米片之间界面作用较弱，且缺少有效的组装方法，研发具有超薄、透明、自支撑的石墨烯薄膜，并用作全固态柔性超级电容器仍面临巨大挑战。

图(2) 基于单分子原子力显微镜研究不同有机分子与氧化石墨烯之间作用力

该研团队及其合作者采用宏观尺度纳米组装等技术，成功制备出的一种高强度、自支撑、超薄透明的石墨烯薄膜。

据介绍，该薄膜仅由两层氧化石墨烯单层膜组成，厚度仅为22纳米，无需辅助材料即可实现自支撑，并可通过增减单层膜层数实现厚度和性能的可控调节。同时，该薄膜横向尺寸达厘米级，具备可裁剪性和优异的拉伸性。

图(3) 基于30纳米厚石墨烯薄膜构筑全固态柔性超级电容器的研究

实验结果表明，该新型薄膜不仅能保持优异的机械性能及光学性能，而且由其组装而成的全固态柔性超级电容器具有较高的体积电容值、良好的电机械稳定性，展现了优异的超级电容器性能。在循环充放电7500圈后，该薄膜电容值保留高达91.4%。