石墨烯气凝胶复合材料在电化学储能中的应用研究进展
Recent advances in applications of graphene aerogel composite materials for electrochemical energy storage
惠晨柯 1闫翎鹏 2杨未鹏 3崔晋超 1杨永珍 4苏庆梅 5杜高辉 5刘旭光 6许并社7
作者信息
- 1. 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024;陕西科技大学 材料原子·分子材料研究所,西安 710021
- 2. 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,太原 030032
- 3. 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024
- 4. 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,太原 030032
- 5. 陕西科技大学 材料原子·分子材料研究所,西安 710021
- 6. 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024
- 7. 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024;陕西科技大学 材料原子·分子材料研究所,西安 710021;山西浙大新材料与化工研究院,太原 030032
- 折叠
摘要
石墨烯气凝胶作为一种内部互连的三维框架体,在微观和宏观尺度上具有突出的维度特性,成为各种零维、一维、二维和三维材料的理想宿主.其高导电性、高比表面积及高结构稳定性等特点令石墨烯气凝胶在储能领域得到了广泛的应用,特别是在高比容量金属离子电池负极和超级电容器电极等领域.首先,本文对石墨烯前体及气凝胶的处理策略进行整理,介绍当前不同处理方式对石墨烯前体及气凝胶成型影响.其次,根据储能机制的不同,介绍石墨烯气凝胶复合材料在主流储能器件中的改性应用及性能表现.最后,对电化学储能用石墨烯气凝胶复合材料的研究进展进行总结,指出当前存在的挑战并展望未来的研究方向.
Abstract
Graphene aerogel has become an ideal host for various zero dimensional,one-dimensional,two-dimen-sional and three-dimensional materials because of prominent dimensional characteristics in both micro and macro scales with its interconnected three-dimensional framework.The high conductivity,specific surface area and struc-tural stability make it widely used in the field of energy storage in recent years,especially in the application of anodes for metal ion batteries and supercapacitors electrodes with high specific capacity.Firstly,the treatment strategies of graphene precursor and aerogel are sorted out,and the effects of different treatment methods on the formation of graphene precursor and aerogel are introduced.Secondly,according to the different energy storage mechanisms,the modified application and performance of graphene aerogel composites in mainstream energy storage devices are introduced.Finally,the research progress of graphene aerogel composites for electrochemical energy storage are summarized,the current challenges are pointed out and the future research directions are pro-spected.
关键词
石墨烯气凝胶/储能材料/复合材料/储能应用/电化学Key words
graphene aerogel/energy storage materials/composite materials/energy storage applications/elec-trochemical引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(U2032131)
山西省基础研究计划项目(20210302123164)
山西浙大新材料与化工研究院科技研发项目(2021SX-TD012)
山西浙大新材料与化工研究院科技研发项目(2022SX-TD012)
山西省回国留学人员科研资助项目(2020-051)
出版年
2024
NETL
NSTL
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