一步法制备石墨烯黑磷烯平面超级电容器有新进展

最近，中科院金属所、大连化学研究所的吴忠帅和任合作，通过掩膜辅助一步过滤制备了一种具有层状结构的二维黑磷腈和石墨烯复合微电极。电极作为平面超级电容器直接转移到柔性基底上，在离子液体中表现出优异的能量密度和良好的机械柔性。相关的研究结果发表在美国化学学会的纳米杂志上。

可穿戴和便携式电子产品的快速发展极大地促进了现代社会对高能量密度、轻便便携和灵活储能装置的需求。平面超级电容器因其厚度薄、体积小、功率密度高、循环寿命长等优点，被认为是集成电子器件的重要微型储能器件。有必要开发一种简单有效的方法来制备高性能的平面小型化超级电容器。

该研究团队利用高导电石墨烯纳米片和高容量黑磷纳米片作为电极材料，借助平行交叉模板，通过简单的一步过滤方法，构建了一种叠层高导电石墨烯/黑磷图案化复合微电极。该电极应用于平面超级电容器，在离子液体中表现出较高的工作电压(3V)和能量密度(11.6 mWh/cm3)。此外，平面超级电容器在高度弯曲状态下仍能保持良好的性能。这种器件处理策略不仅简单且易于实现，而且在器件制备过程中无需添加传统的金属集电器、内部互连或触点就可以构建模块化器件，从而获得高容量和输出电压。