简易构建三维石墨烯和金属有机骨架复合材料及其衍生物用于柔性全固态超级电容器

本文采用一种简易的混合方法以大规模制备多种三维(3D)氧化石墨烯/金属有机骨架(GO/MOF)复合材料。这种制备方法能够在几分钟内迅速获得成份可控的GO/MOF复合水凝胶,它也适用于一系列不同的MOFs。所获得的GO/MOF复合材料作为前驱体,通过冷冻干燥和煅烧过程以制备MOF衍生的复合气凝胶,例如rGO/Fe2O3和rGO/NiO/Ni复合气凝胶。当用作超级电容器电极时,rGO/Fe2O3作为超级电容器电极时,具有良好的倍率性能,在电流密度为1和20 A g-1时,其比电容分别为869.2和289.6 F g-1,并且在循环5000圈后,其电容没有明显的衰减。

此外,基于所获得的rGO/Fe2O3复合气凝胶,我们构建了柔性全固态超级电容器装置,在6.4 mA cm-3电流下,其体积电容为250 mF cm-3,在恒电流(50.4 mA cm-3)条件下循环5000圈后,其电容量仍能保持96.3%,该装置还具备优异的机械柔韧性。

简易构建三维石墨烯和金属有机骨架复合材料及其衍生物用于柔性全固态超级电容器

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Figure 6.(a)在不同电流密度下的比电容;(b)Ragone曲线;(c)构建全固态超级电容器装置的原理示意图以及由串联电池点亮的红色LED灯;(d)在不同扫速下的CV曲线;(e)循环性能测试;(f)在不同弯曲度条件下测试的CV曲线。

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