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訊:石墨烯(Graphene)是一種由sp2雜化碳原子緊密排列成蜂窩狀晶格結構的、單原子厚度的二維炭材料。這種新型二維材料擁有諸多優異特性,如超薄、高導電性、高比表面積、高比容量,是制備微型超級電容器的重要材料之一。
小型化、柔性化、平面化的高性能微型電化學儲能器件,是便攜式電子器件和體內電子器件快速發展的迫切需求。作為電化學能源存儲領域的前沿研究方向之一,微型超級電容器(Micro-Supercapacitors)不僅能夠解決微型電池功率密度低、電解電容器能量密度不高的問題,而且有望作為新一代的微量能量與功率源,與納電子器件直接融合集成。目前,在全球范圍內,對微型超級電容器的研究尚處于起步階段,但由于其具備極大的發展潛力,被認為是一種非常有前景的微型能源器件。
石墨烯已被證明是一種極具前景的高性能能源材料,不僅仍有很大的研究空間和突破的可能,而且有望較快實現其工業應用。為了發展高性能的微型超級電容器:首先,發展新型的形貌和結構可控的石墨烯及其復合材料是關鍵,同時可用其他類石墨烯納米片(如MnO2,RuO2,VS2)材料來增加比容量和能量密度;其次,繼續發展高效、低成本、大面積生產薄膜的技術(如屏幕印刷、噴墨打印、激光刻繪),獲得形貌連續、孔隙發達、高導電性的薄膜電極;最后,微型超級電容器器件結構的整體優化,需要兼顧電極、隔膜、電解液和基板之間的界面融合,優化高分辨率平面交叉電極結構和微電極主要幾何參數,包括微電極的寬度、長度、數目和電極間隙。