硫醇化石墨烯基超级电容器具有高能量密度和循环稳定性

该工作中,报道了基于硫醇化石墨烯的超级电容器(T-石墨烯)在高电流密度下具有稳定的充放电性能。该工作是以廉价的NaSH为还原剂来还原氧化石墨烯以制得T-石墨烯。相应的X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究表明,NaSH是一种很好的还原剂,可以有效去除氧化石墨烯中的含氧基团。高度还原的T-石墨烯其C/O比为28,将其用作超级电容器电极材料。在2.5 A g-1电流密度下,该T-石墨烯超级电容器的电化学电容为195 F g-1,功率密度为4.3 kW kg-1,能量密度为83.4 Wh kg-1。在2.5 Ag-1电流密度下放电83.4 Wh kg-1所需的时间约为69 s。电流密度为7.5 A g-1时,该电池显示出137 F g-1的比电容,在10000次循环后其电容仍保留最初值的98%。超级电容器的性能如此优越,可以归因于高度还原和多孔的T-石墨烯,由于其皱褶特性而尽可能避免了再堆叠现象。该超级电容器在高电流密度下具有良好的稳定性能,因此适用于快速充放电装置。

Figure1.(a)T-石墨烯合成示意图;(b)T-石墨烯的SEM图;(c-d)HRTEM图,图d中插图是相应的选取衍射图。

Figure2.T-石墨烯的(a)氮气吸脱附等温曲线;(b)孔径尺寸分布;(c)石墨烯粉末的XRD图;(d)T-石墨烯的Raman谱。

Figure3.T-石墨烯中(a)C 1s和(b)S 2p XPS谱;(c)FT-IR谱。

Figure4.(a)T-石墨烯基超级电容器的C-V曲线;(b)在不同电流密度下的充放电曲线;(c)在7.5 A g-1电流密度下的循环性能测试;(d)电化学阻抗谱。

该研究工作由韩国光轴科学技术研究所Wu Lu研究团队于2018年发表在Carbon期刊上。原文:Thiolated-graphene-based supercapacitors with high energy density and stable cycling performance(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.02.036)

加载更多>>
责任编辑:马嘉悦
专题 更多>>
评论 更多>>
独家编译 更多>>