石墨烯又有新应用调层间距电化学电容器_石墨烯,电化学电容器

石墨烯又有新应用调层间距电化学电容器

2020/2/19 14:30:29 30572: 来源：仪表网

摘要：什么是石墨烯呢？据了解，石墨烯是一种由碳原子以sp?杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

　　【仪表网仪表研发】什么是石墨烯呢？据了解，石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

　　石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到，而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应，在碰到杂质时不会产生背散射，这是石墨烯局域超强导电性以及很高的载流子迁移率的原因。

　　小编理解到：近日，石墨烯又有新应用，就是可调层间距、高效孔的电化学电容储能研究。研究人员制备了不同比例的氧化石墨烯和热膨胀还原石墨烯的混合溶液，经过真空抽滤，得到片层间距可调节的复合石墨烯基薄膜。通过调控片层间距，实现了优化整个电极材料孔隙率的效果。

　　电化学电容器具有可快速充电、功率高、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性能高等优点，可用作大功率电源，在混合电动汽车、备用电源、便携式电子设备等领域都具有广阔的发展前景。然而电化学电容器相比于电池其能量密度较低，即单位体积内储存的能量低，限制了其更广泛的应用范围，尤其是在便携式智能设备中的应用，需要进一步提高体积能量密度。

　　电化学电容器的单元由一对电极，隔膜和电解质组成，两电极之间为电子阻塞离子导通的隔膜，隔膜及电极均浸有电解质。用于电化学电容器电极材料的主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。碳基材料是目前工业化成功的超级电容器电极材料，近来的研究主要集中在提高材料的比表面积和控制材料的孔径及孔径分布。

　　此外，当电极材料的孔隙尺寸与电解液的离子尺寸相匹配时，孔隙的空间利用达到了优化，从而极大化了体积能量密度。在此基础上，科研人员设计了全固态柔性电化学电容器，石墨烯薄膜电极材料本身良好的弯折性能，保证了整个器件的柔性，并进一步发展了智能器件，通过根据实际需求改变电路连接方式，实现了不同的输出效果。