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一种新型石墨烯-钒柔性混合电池,容量是一般超级电容器的8倍

加拿大女王大学(Queen's University)石墨烯综合功能技术研究小组的研究人员开发了一种基于石墨烯的柔性混合电池超级电容器装置。

一种新型石墨烯-钒柔性混合电池,容量是一般超级电容器的8倍

该装置由高比表面积电极和电解液组成,电解液中含有能以两种以上氧化态存在的氧化还原物质。用两个相等的半电池由包覆钒离子的还原氧化石墨烯水凝胶组成,采用一步法合成。

充电过程中,钒离子的氧化态发生变化,形成两个具有不同电位的半电池,大大增加了能量密度。超过225mAh g−1的最大容量,大约是不含钒的石墨烯水凝胶超级电容器的8倍,但静电位充电时间仅为后者的两倍。

作为超级电容运行,它保持95%的初始电容超过1000循环。作为电池,损失更显着,保留约50%的初始容量。然而,这些损失在电池运行期间几乎可以完全恢复电力措施。

该团队提到,钒离子的加入也改善了装置的自放电特性。此外,自放电不会对混合装置造成永久性损害,因为两个半电池最初都由相同的钒石墨烯水凝胶组成,放电使其恢复到初始状态。

研究人员设计了一种简便的方法来合成具有钒离子氧化还原活性和3D石墨烯框架高表面积的混合钒-石墨烯水凝胶。该设备可以作为电池,超级电容器,或混合,取决于工作电流密度。其独特的电力处理能力,使它适合广泛的应用。

在未来的工作中,团队计划通过优化钒石墨烯-水凝胶一步合成,进一步提高装置的能量密度。

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