摘要：为更好解决石墨烯纤维基超级电容器在柔性储能领域所面临的微结构调控困难、电化学性能不足的问题,对微流控纺丝制备石墨烯纤维基柔性超级电容器的研究展开论述。介绍了微流体纺丝通道的类型及其构筑方法,随后聚焦于微流体在微通道中的流体流动行为和凝固机制;在此基础上,围绕纤维结构-性能关系和柔性储能应用介绍了微流控纺丝技术在制备石墨烯纤维基柔性超级电容器方面的研究进展。分析认为:石墨烯纤维基超级电容器具有能量密度高、柔性好、安全性高等特点,在可穿戴电子设备供能领域拥有巨大潜力;为进一步优化纤维微观结构与化学组成,未来发展微流控纺丝制备石墨烯纤维基电极需要综合考量纺丝芯片设计加工、流体数值模拟、纤维微结构构筑3个方面因素。

摘要：采用简单的超声、冷冻干燥和热还原相结合的自组装方法,设计和构建了纳米硅核/间隙/无定形碳壳层/石墨烯(Si/void/C/graphene)三维有序纳米复合结构。在该结构中,纳米硅核与碳壳层之间的空隙有效避免了硅的巨大体积膨胀对碳层的破坏,大幅度提高了锂离子电池的循环稳定性;将Si/void/C纳米结构嵌入在石墨烯层与层之间,利用石墨烯卓越的导电性和柔韧性,进一步缓冲了硅材料的体积效应和提高了复合材料的导电性能。该复合材料在4200 m A·h·g^(-1)(1 C)电流密度下循环1000次后比容量仍高达1603 m A·h·g^(-1);在67 A·g^(-1)(16 C)的高倍率下,比容量仍有310 m A·h·g^(-1),显示出了在锂离子电池负极材料领域的巨大应用潜力。

摘要：开发低成本、高性能的正极是下一代可充电锂电池和锂离子电池的主要研究目标之一。针对此,设计并制备了一种具有垂直多孔碳包覆结构的自组装氟化铁/碳/多孔还原氧化石墨烯(FeF_(3)/C/HRGO)正极材料。通过结合水热合成与静电自组装,该复合正极材料拥有包含初级、次级碳包覆层的双层碳包覆框架。其中球形结构的初级碳包覆层有效抑制了氟化过程中FeF_(3)的体积膨胀,而次级碳包覆层中的多孔导电网络,显著促进了电极内部的电子传输与离子迁移。在0.1 A·g^(-1)的电流密度下,所得FeF_(3)/C/HRGO复合正极经过200次充放电循环后,仍保持有406 mAh·g^(-1)的优异可逆容量。