电化学双层电容器（EDLC）技术的进步要求同时使用新型高效电极材料和可行的电极制造方法。成本效益、可扩展性和可持续性是实现全球立法所接受的产品开发链的关键驱动力。本文中，我们报告了一种基于活性炭和单层/少层石墨烯（SLG/FLG）薄片的可缩放且可喷涂的“绿色”电极材料基油墨。我们发现，与商业化的还原氧化石墨烯相反，无缺陷且平坦的SLG/FLG薄片可减少离子在电极膜上的摩擦，而我们油墨的喷涂沉积可最大程度地提高电解质对电极表面积的可及性。与SLG/FLG相比，基于SLG/FLG薄片喷涂的EDLCs显示出卓越的倍率性能（例如，在150、7500和30000 W kg^-1的比功率下，分别具有31.5、23.7和12.5 Wh kg^-1的比能），通过浆料涂布法生产的无片状设备和类似商业的EDLCs。SLG/FLG薄片的使用使我们的喷涂EDLCs能够在与离子液体/有机溶剂基电解质兼容的宽温度范围（−40/+100°C）中运行，从而克服了AC基EDLCs的特定功率限制。一个由多个大面积EDLCs组成的原型EDLCs堆栈，每个电容显示25 F的电容，证明了我们技术的工业潜力。
 
 
Figure 1. 石墨烯基EDLCs的生产链
 
  Figure 2. a）喷涂AC，b）喷涂AC:SLG/FLG和c）喷涂-SLG/FLG的SEM俯视图。和d）喷涂-AC:SLG/FLG和e）喷涂-SLG/FLG的SEM横截面图像。f）AFM图。
 
 
Figure 3. a,b）喷涂和浇铸的EDLCs的CV曲线。c）在10 A g^-1下，喷涂和铸造EDLCs的GCD曲线。d,e）喷涂和铸造EDLCs的Ragone图之间的比较。
 
 
Figure 4. a）喷涂的AC:SLG/FLG的CV曲线。b）通过分析GCD曲线得出的比能量和比功率的关系。c）在不同温度（即−40、0、25、50和100°C）下喷涂AC:SLG/FLG的Ragone图。d）在−40、25和100°C下，在1 A g^-1的特定电流下，喷涂AC:SLG/FLG的循环稳定性。
 
        相关研究成果于2021年由意大利技术研究院Francesco Bonaccorso课题组，发表在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。

转自《石墨烯杂志》公众号