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合肥工業(yè)大學等研發(fā)石墨烯薄膜柔性全固態(tài)超級電容器

時間:2018-04-16 15:06來源:中國科學報 作者:綜合報道
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  合肥工業(yè)大學科研團隊制備出一種高強度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜,并將其組裝為全固態(tài)柔性超級電容器,為下一代柔性電子器件的研發(fā)開辟了新路徑。相關(guān)成果4月12日發(fā)表在《化學》期刊上。
 
  該校教授懷萍科研團隊與中國科技大學、南京大學等合作,通過單分子原子力顯微鏡測量手段,在11種不同有機分子中發(fā)現(xiàn)了與氧化石墨烯之間的作用力最強的分子——三聚氰胺。通過在氧化石墨烯納米片層間引入三聚氰胺分子,相鄰兩層納米片的有效接觸大幅增加,使薄膜內(nèi)部氧化石墨烯片層間的相互作用顯著增強,制備出具有優(yōu)異機械強度的氧化石墨烯薄膜。
 
  據(jù)介紹,該薄膜由兩層氧化石墨烯單層膜組成,厚度僅為22納米,無需輔助材料即可實現(xiàn)自支撐,并可通過增減單層膜層數(shù)實現(xiàn)厚度和性能的可控調(diào)節(jié)。同時,該薄膜橫向尺寸達厘米級,具備可裁剪性和優(yōu)異的拉伸性,且對強酸強堿高度兼容。
 
  實驗表明,該薄膜在可見光550納米處透光率高達84.6%,經(jīng)過原位還原后仍保持優(yōu)異的機械和光學性能。石墨烯薄膜電阻僅有420方阻。由該薄膜組裝成的全固態(tài)柔性超級電容器具有較高的體積電容值、良好的電機械穩(wěn)定性。在循環(huán)充放電7500圈后,該薄膜電容值保留高達91.4%。
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