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含杂质原子的石墨烯泡沫作为超级电容器的电极材料时,得到了优异的超电容性能(比容量为113.8 F/g 以及功率密度205 kW/kg)。另一方面,有时也需要透明和伸展性能好的储能设备。因此,一些透明的太阳能电池、锂电池、超级电容器得到了很大的发展。Chen等用一种简单的方法合成了一种具有高延展性和高透明度的具有褶皱的石墨烯材料,将其用作集流体或者电极材料来制作透明且延展性好的超级电容器,这种新型的超级电容器拥有很高的透明度(在550 nm 时57% ),在拉伸度为40%时循环数百次其性能没有明显的变化。图6 是这种石墨烯材料及其作为电极材料时超级电容器的制备原理图。
总之,石墨烯(包括各种改性石墨烯)已经被越来越多地作为电化学储能设备的电极材料,尤其是在超级电容器中。未来预期将会有更多有关石墨烯材料在超级电容器领域应用的研究。
结论
目前在超级电容器领域,高比表面积的炭材料的研究已经显得相对成熟,然而能量密较低、储能成本较高仍然是超级电容器最大的弱点。
因此,现在对于超级电容器电极材料的研究主要集中在赝电容材料(金属氧化物和导电聚合物等)上,同时由于赝电容材料特别是金属氧化物的循环性能较差、导电性普遍偏低,促使很多研究者转向赝电容材料与炭材料合成复合材料的研究。总之,解决超级电容器能量密度低、储能成本高的问题,还需要科研工作者进一步的努力。
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