高伸縮性超級(jí)電容器是下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)，在苛刻的條件下具有出色的電化學(xué)性能和出色的機(jī)械性能。在這項(xiàng)研究中，我們通過(guò)簡(jiǎn)單的解決方案在預(yù)應(yīng)變條件下的3D多孔還原氧化石墨烯涂層彈性基板上，制造了具有皺紋結(jié)構(gòu)的聚（3,4-乙撐二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸鹽）的三維（3D）多孔可拉伸超級(jí)電容器。可拉伸超級(jí)電容器在300％應(yīng)變下表現(xiàn)出高達(dá)82.4 F/g的電化學(xué)容量和85.1％的電容保持率。此外，在300次應(yīng)變下，經(jīng)過(guò)500次反復(fù)的拉伸-釋放循環(huán)，可以很好地保持其比電容和可拉伸性。除了生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和傳感器之外，多孔骨架上具有皺紋結(jié)構(gòu)的可拉伸超級(jí)電容器設(shè)備還可擴(kuò)展到各種能量存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
Figure 1. 制備可拉伸超級(jí)電容器的過(guò)程示意圖。
Figure 2. （A）rGO/Eco和（B）PEDOT:PSS/rGO/Eco的低倍和高倍SEM圖像。比例尺：100μm。（C）PEDOT:PSS/rGO/Eco的高倍SEM圖像。比例尺：100μm。（D）PEDOT:PSS（不含Triton X-100）/rGO/Eco的SEM圖像。比例尺：10μm。（E）PEDOT:PSS（帶有Triton X-100）/rGO/Eco的SEM圖像以及相應(yīng)的EDS元素圖。比例尺：100μm。（F）C，（G）S，（H）O和（I）Si。比例尺：100μm。（J）在施加單軸應(yīng)變之后，PEDOT:PSS/rGO/Eco的高倍SEM圖像。比例尺：100μm。
Figure 3.在不同掃描速率和電流密度下PEDOT:PSS/rGO/Eco的（A）CV和（B）GCD曲線。（C）根據(jù)CV和GCD曲線計(jì)算的質(zhì)量電容。（D）各種對(duì)稱超級(jí)電容器的Ragone圖。
Figure 4. （A）PEDOT:PSS/rGO/Eco超級(jí)電容器在0％至300％拉伸期間的照片。從0％拉伸到300％應(yīng)變時(shí)，超級(jí)電容器的（B）GCD曲線和（C）電容保持率。（D）在重復(fù)拉伸（ε=300％）和松弛（ε=0％）500次后，PEDOT:PSS/rGO/Eco超級(jí)電容器的電容保持率。（E）在第500次拉伸循環(huán)之前和之后獲得的奈奎斯特圖。
相關(guān)研究成果于2020年由韓國(guó)延世大學(xué)Jungwoo Oh課題組，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（2020, 392, 123794）上。原文：Three-dimensional porous stretchable supercapacitor with wavy structured PEDOT:PSS/graphene electrode。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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