石墨烯/氧化锰复合材料的组装及其在透明柔性可拉伸的全固态超级电容器中的应用研究

基本信息
批准号:51602062
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:李娜
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:贺春华,刘军,林迎熙,廖海洋,许兴发,罗滔
关键词:
全固态透光度调控透明石墨烯纸超级电容器柔性电子器件
结项摘要

Recently, the novel two-dimensional materials represented by graphene received much attention, since they can be used to develop flexible, transparent and more reliable electronic components and green energy storage systems such as supercapacitor. Because graphene architecture produced using traditional CVD methods could not spontaneously detached from the substrate, the flexibility and transparency properties of graphene can be applied only through transforming it to transparent and flexible substrates by complex methods, unfortunately, graphene sheet will fracture easily when the substrate is removed. All of these will severely limit the applications of graphene in transparent and flexible devices. Here, graphene/MnO2 composite was developed using NaCl as the template through a one-step PECVD method, and their applications in all-solid-state supercapacitors were systemically studied. The main contents include: 1) Develop a new preparation technology of flexible transparent graphene composites; 2) Study the influence of process parameters on the flexibility and transparency of the composites; 3) Study the quantitative relationship among the mass loading of manganese oxide, the transparency of the electrodes and the performance of the devices (capacity, energy/power density). The researchers will develop an assembly technology of graphene/MnO2 composites with independent intellectual property rights, and further study their performances in flexible transparent all-solid-state supercapacitor.

近年来,以石墨烯为代表的新型二维材料备受关注,因其可以用于制造柔性、透明和可靠性更高的电子元器件以及超级电容器等绿色能源器件。由于传统CVD方法制备的石墨烯膜无法自发脱离衬底,必须通过复杂的工艺将其转移到柔性透明的基底上,才能进一步应用其柔性透明性,但是在衬底去除过程中石墨烯膜极易破碎,这严重限制了其在柔性透明器件中的应用。本项目拟采用氯化钠为模板通过等离子体化学气相沉积(PECVD)法一步构建出柔性透明石墨烯/氧化锰复合材料,并系统研究其在全固态超级电容器上的应用。主要内容包括:1)开发一种全新的柔性透明石墨烯复合物的制备技术;2)研究工艺参数对该类复合材料柔韧度和透光度的影响;3)研究不同形貌结构下复合材料载量与电极透明度、柔韧性、器件性能(容量、能量/功率密度)之间的定量关联。研究者将开发出具有自主知识产权的石墨烯/氧化锰复合材料的组装技术,并研究其在柔性透明超级电容器中的性能。

项目摘要

以石墨烯为代表的新型二维材料备受关注,因其可以用于制造柔性、透明和可靠性更高的电子元器件以及超级电容器等绿色能源器件。由于传统CVD方法制备的石墨烯膜无法自发脱离衬底,必须通过复杂的工艺将其转移到柔性透明的基底上,才能进一步应用其柔性透明性,但是在衬底去除过程中石墨烯膜极易破碎,这严重限制了其在柔性透明器件中的应用。本项目采用氯化钠为模板通过等离子体化学气相沉积(PECVD)法一步构建出多种柔性透明石墨烯及其氧化锰复合材料,并系统研究其在全固态超级电容器上的应用。本项目完成的主要内容包括:1)开发多种全新的柔性透明石墨烯及其复合物薄膜的制备技术;2)研究工艺参数对该类复合材料柔韧度和透光度的影响;3)研究不同形貌结构下复合材料载量与电极透明度、柔韧性、器件性能(容量、能量/功率密度)之间的定量关联。基于上述工作,3D石墨烯薄膜电极的透明度高达72.1%; 将透明超电器件的单位面积容量从μF 提升至mF;研究者开发出了具有自主知识产权的石墨烯及其与氧化锰复合薄膜的组装技术,并开发出全新基于该柔性透明石墨烯及其复合物的透明柔性超级电容器(透明度高达50.6%)。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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