新興的可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域推動(dòng)了對(duì)先進(jìn)儲(chǔ)能方案的需求。其中，可穿戴超級(jí)電容器因其高穩(wěn)定性、快速充放電能力和成本效益等固有優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。本文揭示了柔性和可穿戴超級(jí)電容器的最新進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了新型V
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5-pBOA -石墨烯納米復(fù)合材料的卓越性能。通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)方法合成，使用X-射線(xiàn)衍射，掃描電子顯微鏡，循環(huán)伏安法，恒流充放電和電化學(xué)阻抗譜對(duì)該材料進(jìn)行了細(xì)致的表征。對(duì)制備的可穿戴超級(jí)電容器器件的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，揭示了其在雙電極系統(tǒng)中具有986 Fg
-1的比電容，以及49 Whkg
-1的能量密度。該納米復(fù)合材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在2000次循環(huán)中電容保持率為93.47%。此外，該設(shè)備的柔韌性是通過(guò)不同角度的彎曲來(lái)評(píng)估的，即使在90°的角度下，它也能保持91%以上的電容。五氧化二釩(V
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5)、聚苯并惡唑苯胺(pBOA)和石墨烯的協(xié)同作用促成了納米復(fù)合材料卓越的電化學(xué)性能。V
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5具有贗電容性能，pBOA和石墨烯具有導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。V
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5-pBOA -石墨烯納米復(fù)合材料成為可穿戴超級(jí)電容器應(yīng)用的領(lǐng)跑者，有望實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)可穿戴超級(jí)電容器應(yīng)用的靈活性、效率和實(shí)用性。
圖1. (a-d) V
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5、石墨烯、pBOA和V
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5-pBOA-石墨烯的XRD圖譜。
圖2. (a-d) V
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5的SEM、EDS點(diǎn)、EDS和EDX圖像， (e-h)石墨烯的SEM、EDS和EDX圖像， (i-k) V
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5- pBOA的SEM、EDS點(diǎn)、EDS和EDX圖像。
圖3. (a)pBOA、V
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5和V
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5- pBOA-石墨烯的CV曲線(xiàn)(b) V
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5- pBOA-石墨烯在不同掃描速率下的CV曲線(xiàn)(c) pBOA、V
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5和V
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5- pBOA-石墨烯的GCD曲線(xiàn)(d) pBOA、V
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5和V
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5- pBOA-石墨烯的EIS曲線(xiàn)。
圖4. (a)制備的可穿戴柔性超級(jí)電容器WFS， (b-e)柔性器件工作時(shí)不同彎曲度的圖像，(f)不同角度下的CV曲線(xiàn)，(g)不同掃描速率下的CV曲線(xiàn)，(h)不同電流密度下的GCD曲線(xiàn)，(i)高達(dá)2000次循環(huán)的循環(huán)穩(wěn)定性，(j)制備的WFS的EIS光譜，(k)制備的WFS發(fā)光的LED。
圖5. (a和b)制備的WFS的電容和擴(kuò)散響應(yīng)，(c)制備的WFS對(duì)掃描速率的電容和擴(kuò)散貢獻(xiàn)。
相關(guān)研究成果由伊斯蘭堡國(guó)際伊斯蘭大學(xué)物理系柔性電子實(shí)驗(yàn)室Muhammad Shahid Khan等人于2024年發(fā)表在Electrochimica Acta (https://doi.org/10.1016/j.electacta.2024.144119 )上。原文：Energy on-the-go: V
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5-pBOA-Graphene nanocomposite for wearable supercapacitor applications
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
