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用于电容增强的激光诱导石墨烯纸中的原位焦耳加热触发纳米孔生成
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2021-10-05 , DOI: 10.1016/j.carbon.2021.10.008
Meihong He 1 , Guantao Wang 1, 2 , Yuxiang Zhu 1 , Yanan Wang 1 , Fu Liu 1 , Sida Luo 1, 2
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更新日期:2021-10-14
Carbon ( IF 10.5 ) Pub Date : 2021-10-05 , DOI: 10.1016/j.carbon.2021.10.008
Meihong He 1 , Guantao Wang 1, 2 , Yuxiang Zhu 1 , Yanan Wang 1 , Fu Liu 1 , Sida Luo 1, 2
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具有低成本、高效率和可扩展性的激光诱导石墨烯 (LIG) 技术在微型超级电容器 (MSC) 制造中具有巨大优势。然而,基于 LIG 的 MSC 的有限电容仍然阻碍了它们的进一步发展。在此,我们引入焦耳加热作为一种关键的原位处理,结合激光诱导石墨烯纸基 MSC(LIGP-MSC)的组装以实现电容增强。通过将热处理温度从~20°C 提高到 500°C,LIGP 中纳米孔的数量不断增加,这归因于无定形碳组分的逐渐分解。所得焦耳加热的 LIGP (J-LIGP) 具有改进的比表面积 (160.97–533.49 m 2 /g) 和孔体积 (0.179–0.553 cm 3/g) 以及超亲水表面非常适合用作 J-LIGP-MSCs 微电极。通过研究与工艺相关的性能,J-LIGP-MSC 在 500 °C 下加热 60 分钟,在 10 mV/s 时显着提高了 13.71 mF/cm 2 的比面积电容 ( C A ),大约高出六倍与未加热的 LIGP-MSCs 相比。通过进一步探索和优化工艺效率,通过 550°C 加热仅 5 分钟,J-LIGP-MSCs 的C A 为 12.61 mF/cm 2。连同卓越的机械灵活性、循环性和结构模块化,提议的原位焦耳加热处理最终被证明是一种通用方法,可以持续提高在各种化学修饰下处理的基于 LIG 的 MSC的C A。
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