在KOH活化的激光诱导石墨烯上沉积MnO_2用于柔性平面微型超级电容器(英文)摘要
柔性超级电容器具有超高的功率密度和超长的循环寿命,结合其结构的灵活性、轻质和形状多样性的特点,在储能领域具有巨大的应用潜力。发展柔性超级电容器首先要解决柔性电极制备的难题。本研究通过激光直写技术结合KOH活化得到高柔性、高导电性的微孔石墨烯基底,即活化的激光诱导石墨烯(a-LIG),然后用电化学沉积法在其上沉积二氧化锰,成功开发出柔性a-LIG/MnO_2电极。在1 mol/L的Na_2SO_4电解质中,当电流密度为1 mA/cm~2时,复合aLIG/MnO_2电极表现出304.61 mF/cm~2的高面积比电容。以a-LIG/MnO_2为阳极,a-LIG为阴极,PVA/H_3PO_4为凝胶电解质,组装了柔性非对称超级电容器,在功率密度为260.28μW/cm~2时其面积能量密度为2.61μWh/cm~2,在电流密度为0.2 mA/cm~2时其面积比电容为18.82 mF/cm~2,且5 000次循环后电容保持率达到90.28%。此外,柔性a-LIG/MnO_2@aLIG器件在弯曲状态下也表现出优异的电化学性能。这项工作为合理设计高性能的柔性超级电容器电极提供了一种简单和可扩展的方法,并可能为大规模制造平面柔性超级电容器提供新的途径。
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