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                高性能材料制備與連接取得重大進展
                發布人:黃永憲  發布時間:2016-11-01   瀏覽次數:82

                用于超級電容器的低阻抗連接的少層石墨烯-微孔鋁復合電極研究取得重大進展

                    石墨烯基超級電容器具有大功率密度、高能量密度、長久使用壽命以及輕污染等優勢,是取代傳統儲能系統的理想之選。然而傳統的涂裝工藝無法解決石墨烯堆疊及石墨烯與Al集電極高連接阻抗的兩大難題,一直限制了石墨烯基超級電容器的實際應用?;诖?,本研究開發出了一種具有自主知識產權的新型石墨烯/鋁基超級電容器電極材料制備技術,攻克了大面積制備高質量垂直取向石墨烯、石墨烯/鋁集電極低阻抗連接、鋁電極表面3D化處理等三項關鍵技術,接觸電阻由涂裝工藝的12Ω降低至0.1Ω,建立了石墨烯在鋁基體上的生長模型,揭示了界面結構對石墨烯/鋁連接阻抗的影響機制,闡明了表面潤濕性對石墨烯儲能的強化機理,明確電解液-石墨烯/鋁電極體系中載流子的遷移路徑,保證石墨烯與鋁集電極之間的低阻抗、高質量連接,從而獲得一種新型的低阻抗、低成本、高性能的垂直取向石墨烯/鋁基超級電容器的電極材料。

                    研究結果發表在能源與材料領域國際著名期刊《Nano Energy》(影響因子11.553)上,評審人認為這項有意義的研究工作將有利于促進石墨烯與超級電容器研究的快速發展(The manuscript presents interesting results which may contribute greatly to the research field of graphene and supercapacitors )。這一研究獲得了國際學術界的關注,作者應邀于201610月在澳大利亞舉辦的國際能源材料及納米技術(EMN2016年的國際學術會議上做特邀報告。研究結果2016年取得國家發明專利授權4項,已經在國內著名的汽車企業長春一汽集團進行試應用,并與國內超級電容器領軍企業天津力神、中車新能源建立了良好的合作關系。

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