電化學雙層電容器（EDLC）技術的進步要求同時使用新型高效電極材料和可行的電極制造方法。成本效益、可擴展性和可持續(xù)性是實現(xiàn)全球立法所接受的產(chǎn)品開發(fā)鏈的關鍵驅(qū)動力。本文中，我們報告了一種基于活性炭和單層/少層石墨烯（SLG/FLG）薄片的可縮放且可噴涂的“綠色”電極材料基油墨。我們發(fā)現(xiàn)，與商業(yè)化的還原氧化石墨烯相反，無缺陷且平坦的SLG/FLG薄片可減少離子在電極膜上的摩擦，而我們油墨的噴涂沉積可最大程度地提高電解質(zhì)對電極表面積的可及性。與SLG/FLG相比，基于SLG/FLG薄片噴涂的EDLCs顯示出卓越的倍率性能（例如，在150、7500和30000 W kg
-1的比功率下，分別具有31.5、23.7和12.5 Wh kg
-1的比能），通過漿料涂布法生產(chǎn)的無片狀設備和類似商業(yè)的EDLCs。SLG/FLG薄片的使用使我們的噴涂EDLCs能夠在與離子液體/有機溶劑基電解質(zhì)兼容的寬溫度范圍（−40/+100°C）中運行，從而克服了AC基EDLCs的特定功率限制。一個由多個大面積EDLCs組成的原型EDLCs堆棧，每個電容顯示25 F的電容，證明了我們技術的工業(yè)潛力。
Figure 1. 石墨烯基EDLCs的生產(chǎn)鏈
Figure 2. a）噴涂AC，b）噴涂AC:SLG/FLG和c）噴涂-SLG/FLG的SEM俯視圖。和d）噴涂-AC:SLG/FLG和e）噴涂-SLG/FLG的SEM橫截面圖像。f）AFM圖。
Figure 3. a,b）噴涂和澆鑄的EDLCs的CV曲線。c）在10 A g
-1下，噴涂和鑄造EDLCs的GCD曲線。d,e）噴涂和鑄造EDLCs的Ragone圖之間的比較。
Figure 4. a）噴涂的AC:SLG/FLG的CV曲線。b）通過分析GCD曲線得出的比能量和比功率的關系。c）在不同溫度（即−40、0、25、50和100°C）下噴涂AC:SLG/FLG的Ragone圖。d）在−40、25和100°C下，在1 A g
-1的特定電流下，噴涂AC:SLG/FLG的循環(huán)穩(wěn)定性。
相關研究成果于2021年由意大利技術研究院Francesco Bonaccorso課題組，發(fā)表在Energy Storage Materials（https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.08.036）上。原文：Scalable spray-coated graphene-based electrodes for high-power electrochemical double-layer capacitors operating over a wide range of temperature。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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