三明治状多孔石墨烯基纳米片用于高性能电容器

摘要

理想的电极结构应由具有较短传输距离的三维互穿电子和离子通道组成。本文通过在石墨烯表面构建厚度可调的间苯二酚-甲醛树脂碳,制备石墨烯纳米片三明治状多孔石墨烯基电极,并通过化学活化进一步提高树脂碳孔隙率。三维交联结构为离子提供丰富的输运通道,同时缩短离子扩散路径。此外,石墨烯网络增强电导率,促进电子传输。基于其结构特点,具有较薄树脂碳层的三明治状多孔石墨烯基纳米片电极在电流密度为0.2 A g^(−1)的情况下,其比电容最高可达324 F g^(−1)。与初始电容相比,在5 A g^(−1)的大电流密度下,经过8000次充放电后,仍具有99%的容量保持率,具有良好的循环稳定性。研究结构揭示了其结构与电化学性能之间的关系,为开发高电子和离子输运效率的电极材料提供了有效策略。