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      一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯“本是同根生”相容共储能

      ? 2017年05月10日 13:58 ? 次阅读

        石墨烯一经发现,其理论力、热、电等性能已经可轻松超越许多常规材料数倍,同时被学者也认为石墨烯是碳纳米管、富勒烯等碳材料的基本组成单元,但石墨烯的很多实际应用还需要利用石墨烯组装成宏观石墨烯组装体,包括一维石墨烯纤维、二维石墨烯薄膜、三维石墨烯等被学者们广泛研究。

        【成果简介】

        根据 Nano Energy官网在线发表的一条最新进展,哈尔滨工业大学李垚教授(通讯作者)、武汉理工大学麦立强教授(通讯作者)、黑龙江科技大学刘晓旭老师(第一作者)联合新加坡南洋理工大学共同合作通过不同尺寸石墨烯的组装,构建了多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料。该材料具有介于石墨与石墨烯之间的晶格特征,其在作为锂离子/钠离子电池的负极材料时,展现了介于石墨与石墨烯之间的充放电平台,大的比容量,优异的倍率性能以及超长的循环寿命,例如其作为钠离子电池负极材料时,在1C倍率下,1000个充放电循环后,其可逆容量仍能大于300 mAh g-1 ,甚至在20C的倍率下(充放电时间约为6分钟),其可逆容量仍能大于200 mAh g-1。该全石墨烯电极材料做为石墨烯组装体家族的新成员,有望在未来柔性轻便穿戴电极材料中一展身手。

        【图文导读】

        图1:通过模板自组装不同尺寸石墨烯制备柔性全石墨烯电极

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

        介绍了一种多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体化全石墨烯柔性电极材料的合成方法。

       ?。╝)利用大尺寸石墨烯包覆在多孔镍网上,然后利用小尺寸石墨烯与聚苯乙烯微球模板制作混合溶液滴到镍网微孔中;

       ?。╞)在镍网上得到多维石墨烯一体电极材料的前驱体;

       ?。╟-d)不同的退火温度下结构演变图,800℃退火取出模板后,刻蚀掉镍网骨架后得到多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体化全石墨烯柔性电极材料。

        图2:多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体化全石墨烯柔性电极材料的形貌

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

       ?。╝-d)分别为不同条件下获得全石墨烯柔性电极材料的扫描电镜图,表明在适当的溶液浓度下,在800度的退火温度下,可在三维石墨烯壁上获得尺寸小于100纳米的石墨烯纳米线;

       ?。╡)为SEM元素扫描图,可见镍网基底对形成石墨烯纳米线起决定作用。

        图3:多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料的微观结构

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

       ?。╝-g)为石墨烯纳米线TEM图。结果表面,小尺寸石墨烯堆叠而产生的石墨烯纳米线结构与很多石墨烯组装体相比具有更高的结晶度,且石墨烯纳米线内部还想成了一些介孔结构;

       ?。╤-k)石墨烯纳米下电极材料的同步辐射小角散射表征,进一步证明了一维取向结构的存在;

        图4:多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料的XPS、Raman、XRD表征

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

       ?。╝,b)为全石墨烯材料的XPS图;

       ?。╟,d) 为全石墨烯材料的XPS 、Raman、XRD表征;

        结果表明,石墨烯纳米线结构与传统的还原石墨烯相比具有更优异的结晶性。

        图5:多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料的储锂特性

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

       ?。╝)充放电曲线;

       ?。╞)CV曲线;

       ?。╟)倍率特征;

       ?。╠)循环稳定性。

        结果表明石墨烯纳米线结构储锂性能优于传统的多孔还原石墨烯。

        图6:多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料储钠特征

        一维石墨烯纳米线&三维多孔石墨烯——“本是同根生”相容共储能

       ?。╝)充放电曲线;

       ?。╞)CV曲线;

       ?。╟)倍率特征;

       ?。╠,f)循环稳定性;

       ?。╡)电化学阻抗;

       ?。╢) 碳基储钠综合性能对比图;

        结果表明石墨烯纳米线结构的综合储钠性能优于传统的多孔还原石墨烯,甚至超越了当下众多全碳基锂电材料。

        【小结】

        该工作通过对模板自组装的方法构建了多维石墨烯纳米线与三维石墨烯一体全石墨烯柔性电极材料,该结构石墨烯材料使得电子可以三维石墨烯表面及石墨烯纳米线的直径方向高速传输,由于石墨烯纳米线是由小尺寸石墨烯堆叠而成,锂或钠离子可以在石墨烯纳米线法向高速嵌入与脱出,可见该多维全石墨烯材料可同时提高离子与电子的传输,从而实现了高容量及高倍率共存的锂/钠离子电极体系。

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      石墨烯上市公司有哪些?中国石墨烯上市公司汇总分析

      分形设计可实现石墨烯超快速的光检测

      研究员发现类似于雪花形状的分形设计,可以使石墨烯打破低光学吸收限制能够用于检测很宽范围内的光谱,实...

      发表于 2017-12-15 16:24 ? 次阅读 ? 0条评论
      分形设计可实现石墨烯超快速的光检测

      当石墨烯遇上气体传感器 简直绝配

      通过石墨烯材料气体的检测主要是基于在感测物质的吸附其电导变化。气态吸附物具有不同的组成和结构与石墨烯...

      发表于 2017-12-11 15:15 ? 次阅读 ? 0条评论
      当石墨烯遇上气体传感器 简直绝配

      中英合作共同研发石墨烯锂电池技术

      黑龙江省鹤岗市被确认有12.06亿吨石墨储量,为特大型晶质石墨矿床,是亚洲最大存量地区?;煞?..

      发表于 2017-12-08 16:03 ? 次阅读 ? 0条评论
      中英合作共同研发石墨烯锂电池技术

      非平面几何结构和轴向手性的新型阳离子氮掺杂纳米石...

      具有非平面几何结构和轴向手性的新型阳离子氮掺杂纳米石墨烯(CNDNs)的设计与合成,并通过单晶X射线...

      发表于 2017-12-04 15:49 ? 次阅读 ? 1条评论
      非平面几何结构和轴向手性的新型阳离子氮掺杂纳米石...

      东旭光电发挥工匠精神,拓展石墨烯产业推动新能源汽...

      东旭光电的产品从平板显示材料到石墨烯,再到新能源汽车,各个板块之间的互动性非常强?!蓖踔一越馐?,传统...

      发表于 2017-12-04 15:52 ? 次阅读 ? 0条评论
      东旭光电发挥工匠精神,拓展石墨烯产业推动新能源汽...

      石墨烯首次参与钢结构桥梁工程,重防腐涂料起重要作...

      石墨烯是目前自然界最薄的二维纳米材料,被称为“黑金”、“新材料之王”,具有十分良好的强度、柔韧、导电...

      发表于 2017-12-04 15:40 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯首次参与钢结构桥梁工程,重防腐涂料起重要作...

      石墨烯潜力无限,射频与光电子器件再获突破

      石墨烯的费米能级可以通过外电场调节,不同的费米能级对应不同的石墨烯/光耦合强度,从而实现可调吸收系数...

      发表于 2017-12-04 15:36 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯潜力无限,射频与光电子器件再获突破

      石墨烯电容器能将神经形态芯片架构和光电子完美结合

      石墨烯超级电容器为基于石墨烯材料的超级电容器的统称。由于石墨烯独特的二维结构和出色的固有的物理特性,...

      发表于 2017-12-02 09:42 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯电容器能将神经形态芯片架构和光电子完美结合

      石墨烯擂台赛,石墨烯润滑油打破国外垄断

      石墨烯是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。是目前在科技界最为流行的一种高性能材料,单层原子的厚度和...

      发表于 2017-11-28 14:55 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯擂台赛,石墨烯润滑油打破国外垄断

      石墨烯取暖壁画怎么样_石墨烯取暖壁画靠谱吗

      石墨烯发热壁画是超导石墨烯取暖器:  1、外观上:石墨烯红外发热壁画对比空调油汀这类传统取暖器来说...

      发表于 2017-11-27 19:46 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯取暖壁画怎么样_石墨烯取暖壁画靠谱吗

      浅谈石墨烯行业展望, 竞争优势和劣势

      石墨烯的制备需要尖端的制备工艺,但对资源消耗较少。通常氧化还原法的原材料为石墨,但石墨为原料制备石墨...

      发表于 2017-11-23 15:29 ? 次阅读 ? 0条评论
      浅谈石墨烯行业展望, 竞争优势和劣势

      米级单晶石墨烯技术再获突破,20分钟内制备出世界...

      最近,在量子调控与量子信息重点专项项目的支持下,北京大学刘开辉研究员、俞大鹏院士、王恩哥院士及其合作...

      发表于 2017-11-23 15:22 ? 次阅读 ? 0条评论
      米级单晶石墨烯技术再获突破,20分钟内制备出世界...

      石墨烯进入太空,接受第一次零重力空间应用测试

      石墨烯旗舰项目的主任Jari Kinaret表示:“这两个项目体现了石墨烯旗舰项目的双重特性:循环热...

      发表于 2017-11-23 15:15 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯进入太空,接受第一次零重力空间应用测试

      石墨烯对细菌生物膜的抗菌活性研究

      rGO对浮游细菌和固定细菌的杀菌效果也不相同,对固定细菌的杀菌效果弱一些。这主要有以下原因,稳定细菌...

      发表于 2017-11-23 15:03 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯对细菌生物膜的抗菌活性研究

      花生壳合成石墨烯造能量密度为58.125WhKg...

      这项技术不仅为生物质废弃物回收利用的提供了一个有效途径,而且可以为超级电容器等可再生能源储存装置生产...

      发表于 2017-11-23 14:55 ? 次阅读 ? 0条评论
      花生壳合成石墨烯造能量密度为58.125WhKg...

      浅谈锂离子电池中石墨烯导电剂的昨天、今天、明天

      在导电剂的实际应用工艺中,通过将二维石墨烯与零维导电碳黑复合使用,前者构筑的“长程”导电网络和后者附...

      发表于 2017-11-21 15:51 ? 次阅读 ? 1条评论
      浅谈锂离子电池中石墨烯导电剂的昨天、今天、明天

      石墨烯景气指数上升,行业标准问题亟待解决

      景气调查指数报告指出,在取得众多成绩的同时,我国石墨烯产业发展还存在扶持政策针对性低、龙头企业数量较...

      发表于 2017-11-21 15:29 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯景气指数上升,行业标准问题亟待解决

      有石墨烯产品,冬天再也不怕寒冷

      石墨烯被誉为“黑金”“新材料之王”。浙江优尚电热科技有限公司董事长薛光文介绍,在南方城市,居家采暖一...

      发表于 2017-11-15 14:47 ? 次阅读 ? 0条评论
      有石墨烯产品,冬天再也不怕寒冷

      石墨烯色水凝胶条纹可作动态条形码标签防伪应用

      研究人员将该结构色彩水凝胶条纹设计成一种具有防伪功能的动态条形码标签。这种条形码比现有的条形码提供了...

      发表于 2017-11-14 17:57 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯色水凝胶条纹可作动态条形码标签防伪应用

      石墨烯国际标准即将成形,加快培育石墨烯人才

      对于石墨烯产业化标准的制定,罗娜·费尔海德表示,重庆在石墨烯的研发和产业化方面处于主导地位,联合制定...

      发表于 2017-11-14 17:43 ? 次阅读 ? 1条评论
      石墨烯国际标准即将成形,加快培育石墨烯人才

      石墨烯构造高柔性“电子皮肤”即将问世

      近几年柔性电子材料的研究取得了很大进步,关于石墨烯等新材料的研究异?;鹑?。柔性电子材料具有高灵敏度、...

      发表于 2017-11-13 17:15 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯构造高柔性“电子皮肤”即将问世

      攀枝花成功签约石墨新材料项目,投资数额达8亿元

      据了解,石墨新材料深加工项目总投资8亿元,占地约100亩,拟在东区高梁坪工业园区新建年产2万吨石墨新...

      发表于 2017-11-12 11:18 ? 次阅读 ? 0条评论
      攀枝花成功签约石墨新材料项目,投资数额达8亿元

      石墨烯产业锦上添花,产业增长将迎来爆发

      据中国石墨烯产业技术创新战略联盟产业研究中心编写的《2017全球石墨烯产业研究报告》预测,全球石墨烯...

      发表于 2017-11-12 11:02 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯产业锦上添花,产业增长将迎来爆发

      天然石墨的纳米结构分析及组装状态研究

      事实上,即使是常见的鳞片石墨,其结晶颗粒、结晶程度也会有所不同, 鳞片的排布规律也会有很大差异,既可...

      发表于 2017-11-07 11:17 ? 次阅读 ? 0条评论
      天然石墨的纳米结构分析及组装状态研究

      石墨烯原材料选择、制备及应用

      石墨烯原材料选择、制备及应用 前言 2004 年,Manchester大学的Geim小组首次用机械剥...

      发表于 2017-11-02 17:46 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯原材料选择、制备及应用

      石墨烯助力光解水制氢难题攻破

      针对光解水制氢过程中的逆反应严重、氢气难分离和存储的问题,研究人员从前人的研究工作得到启发:石墨烯能...

      发表于 2017-11-02 16:32 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯助力光解水制氢难题攻破

      石墨烯可复合人工皮肤也可诊断癌症

      利用石墨烯为原材料,结合医学、仿生学、分子与纳米复合技术、计算机辅助设计等,解决石墨烯分散问题,优化...

      发表于 2017-11-02 16:05 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯可复合人工皮肤也可诊断癌症

      石墨烯油墨可被复制,用于太赫兹范围产生超快激光

      意大利和剑桥大学纳米科学石墨烯旗舰研究所已经表明,它们可以创建一个使用石墨烯由液相剥离和转移涂层和喷...

      发表于 2017-11-02 15:20 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯油墨可被复制,用于太赫兹范围产生超快激光

      柔性石墨烯触控屏幕,让手机免遭碎屏悲剧

      目前主流智能手机主要在屏幕下方覆盖一层氧化铟锡从而获取触控输入,虽然这种材料的透明度和导电性比较好,...

      发表于 2017-11-02 15:55 ? 次阅读 ? 0条评论
      柔性石墨烯触控屏幕,让手机免遭碎屏悲剧

      石墨烯让碳元素再次升级,碳纳米材料又一次震惊世界

      石墨烯被称之为材料之王,它的潜能那肯定不用说,否则也不会有这称号。但依然有人对石墨烯产生质疑,许多不...

      发表于 2017-11-02 15:41 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯让碳元素再次升级,碳纳米材料又一次震惊世界

      离子可精确控制石墨烯膜层间距,或用于水处理和离子...

      研究人员曾利用纳米技术操控、膜间修饰小分子等技术做了诸多努力但仍不能如愿。方海平团队在水合离子与芳香...

      发表于 2017-11-01 15:48 ? 次阅读 ? 0条评论
      离子可精确控制石墨烯膜层间距,或用于水处理和离子...

      天然石墨的纳米结构组装

      石墨是柔性材料,很容易变形,采用球磨进行球形化等粉体加工处理,可以使鳞片状的石墨片转化为球形石墨。球...

      发表于 2017-11-01 15:39 ? 次阅读 ? 0条评论
      天然石墨的纳米结构组装

      石墨烯涂层技术再获突破,用于飞机发动机叶片隔热保...

      一款用于飞机发动机叶片隔热?;さ氖┩坎阍谖挥诤颖鼻鼗实壕眉际蹩⑶脑犊魄鼗实航谀芸萍伎⒂邢?..

      发表于 2017-11-01 15:33 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯涂层技术再获突破,用于飞机发动机叶片隔热保...

      2017年中国石墨烯产业地图白皮书

      石墨烯是一种新型二维碳材料,具有透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低等优异性能,是目前已发现...

      发表于 2017-11-01 14:58 ? 次阅读 ? 0条评论
      2017年中国石墨烯产业地图白皮书

      石墨烯机油添加剂测试结果分析

      石墨烯抗磨润滑添加剂是由石墨烯、基础油、分散剂等复合调制而成,质量与性能稳定,用于调制各种极压抗磨及...

      发表于 2017-11-01 14:15 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯机油添加剂测试结果分析

      石墨烯机油怎么样?分析优缺点

      随着科学技术的发展,尤其是近年来石墨烯技术的提升,石墨烯添加剂技术已经进入到润滑油领域。从技术角度来...

      发表于 2017-11-01 11:49 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯机油怎么样?分析优缺点

      石墨烯手机什么时候上市?价格怎么样?有什么性能?

      2015年03月02日,重庆墨??萍脊居爰卫峙煽萍脊玖戏⒉剂巳蚴着坎┦只鶶ETTLE...

      发表于 2017-11-01 11:08 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯手机什么时候上市?价格怎么样?有什么性能?

      石墨烯是什么用途_石墨烯十大用途介绍

      尽管石墨烯轻如鸿毛,其强度却是同等厚度钢的100倍。它的导热性和导电性均比铜好,并且具有优良的光学和...

      发表于 2017-11-01 10:38 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯是什么用途_石墨烯十大用途介绍

      石墨烯的特性是什么_石墨烯物理特性介绍

      石墨烯是新一代的透明导电材料,在可见光区,四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当,在其它波段,四层...

      发表于 2017-11-01 10:06 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯的特性是什么_石墨烯物理特性介绍

      石墨烯地暖怎么样?有没有副作用?

      随着科学技术的飞速发展,越来越多的高科技应用在我们的生活中,人民的生活水平也在不断地提高。例如近些年...

      发表于 2017-11-01 09:41 ? 次阅读 ? 1条评论
      石墨烯地暖怎么样?有没有副作用?

      石墨烯发热原理是什么?适用范围?

      利用超声和搅拌等方法将石墨烯粉末均匀分散于有机溶剂中,得到浓度为0.05mg/ml~0.5mg/ml...

      发表于 2017-11-01 09:18 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯发热原理是什么?适用范围?

      华为石墨烯电池原理揭秘,看华为专利有多牛?

      据了解,华为石墨烯基锂离子电池主要适用于高温极端环境,其原理是通过在电解液中加入高温抗分解添加剂,配...

      发表于 2017-11-01 08:58 ? 次阅读 ? 0条评论
      华为石墨烯电池原理揭秘,看华为专利有多牛?

      石墨烯三大聚合区格局形成,5-10年迎来成熟期

      从全国各地石墨烯产业发展情况看,石墨烯企业数量排名前三位的?。ㄊ校┓直鹞帐?、广东省和山东省,基本...

      发表于 2017-10-29 09:49 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯三大聚合区格局形成,5-10年迎来成熟期

      各项政策为石墨烯发展护航,爆发指日可待

      石墨烯作为新材料之往,它的发现是给电池行业带来了革命性的变革。然而,对于石墨烯的应用,我们还处于探索...

      发表于 2017-10-29 09:46 ? 次阅读 ? 0条评论
      各项政策为石墨烯发展护航,爆发指日可待

      银和石墨烯结合,实现新型柔性触控屏幕技术

      根据国外媒体报道,已经有科学家将银和石墨烯结合到一起,开发出了一种使用环境更友好、更灵活的屏幕材质,...

      发表于 2017-10-27 11:56 ? 次阅读 ? 0条评论
      银和石墨烯结合,实现新型柔性触控屏幕技术

      石墨烯市场解析,2018年将超1.95亿美元

      2023年,石墨烯市场将主要用于以下五个领域:超级电容器领域、触摸屏领域、结构材料领域、传感器和高性...

      发表于 2017-10-27 11:03 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯市场解析,2018年将超1.95亿美元

      不可不看的石墨烯领域6大问题

      石墨烯是一大类多功能材料的统称,有许多不同存在形式,比如粉体、浆料、薄膜等。每种形式都有截然不同的特...

      发表于 2017-10-26 17:07 ? 次阅读 ? 0条评论
      不可不看的石墨烯领域6大问题

      石墨烯与沥青混搭,可加快电池充电提高电池寿命

      在测试中,借助沥青打造的电池几分钟就完成了充电,借助沥青打造电池能够阻碍沉积物的形成,这些沉积物往往...

      发表于 2017-10-26 15:37 ? 次阅读 ? 0条评论
      石墨烯与沥青混搭,可加快电池充电提高电池寿命
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