近日,中科院大連化物所二維材料與能源器件創(chuàng)新特區(qū)研究組(DNL21T3)吳忠?guī)浹芯繂T團隊與上海交通大學(xué)麥亦勇教授團隊合作,發(fā)展了一種通用的界面自組裝策略,制備出一系列面內(nèi)平行柱狀的有序介孔聚合物/石墨烯復(fù)合納米片,并將其應(yīng)用于平面微型超級電容器,相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。
二維材料,如石墨烯,是一類具有重要應(yīng)用前景的平面微型超級電容器電極材料。發(fā)展二維材料基復(fù)合介孔納米片,不僅可有效抑制片層的堆疊,增加比表面積,而且可大大緩沖電極的體積膨脹,提高電解液離子的擴散和電化學(xué)性能。但是,目前報道的都是關(guān)于面內(nèi)垂直柱狀的介孔納米片,而面內(nèi)平行柱狀的有序介孔納米片的可控制備仍面臨著很大挑戰(zhàn)。
該研究團隊發(fā)展了一種普適的界面自組裝策略,制備出多種面內(nèi)平行柱狀的有序介孔聚合物/石墨烯復(fù)合納米片,包括聚吡咯/石墨烯、聚苯胺/石墨烯、聚多巴胺/石墨烯,并將其應(yīng)用于全固態(tài)平面微型超級電容器。這些納米片具有面內(nèi)平行柱狀的有序介孔,大小為11-12nm,厚度為25-27nm,同時結(jié)合了高電化學(xué)活性的贗電容聚合物和高導(dǎo)電性的雙電層石墨烯的優(yōu)勢。該工作獲得的微型超級電容器,表現(xiàn)出了高體積比容量和能量密度,同時還具有優(yōu)異的機械柔性和串并聯(lián)集成性能。該工作為可控制備二維面內(nèi)平行柱狀的有序介孔材料提供了新思路,為設(shè)計組裝高比能微型超級電容器提供了新策略。
上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201903684
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