用于超级电容器的低阻抗连接的少层石墨烯-微孔铝复合电极研究取得重大进展

    石墨烯基超级电容器具有大功率密度、高能量密度、长久使用寿命以及轻污染等优势，是取代传统储能系统的理想之选。然而传统的涂装工艺无法解决石墨烯堆叠及石墨烯与Al集电极高连接阻抗的两大难题，一直限制了石墨烯基超级电容器的实际应用。基于此，本研究开发出了一种具有自主知识产权的新型石墨烯/铝基超级电容器电极材料制备技术，攻克了大面积制备高质量垂直取向石墨烯、石墨烯/铝集电极低阻抗连接、铝电极表面3D化处理等三项关键技术，接触电阻由涂装工艺的12Ω降低至0.1Ω，建立了石墨烯在铝基体上的生长模型，揭示了界面结构对石墨烯/铝连接阻抗的影响机制，阐明了表面润湿性对石墨烯储能的强化机理，明确电解液-石墨烯/铝电极体系中载流子的迁移路径，保证石墨烯与铝集电极之间的低阻抗、高质量连接，从而获得一种新型的低阻抗、低成本、高性能的垂直取向石墨烯/铝基超级电容器的电极材料。

    研究结果发表在能源与材料领域国际著名期刊《Nano Energy》（影响因子11.553）上，评审人认为：这项有意义的研究工作将有利于促进石墨烯与超级电容器研究的快速发展(The manuscript presents interesting results which may contribute greatly to the research field of graphene and supercapacitors )。这一研究获得了国际学术界的关注，作者应邀于2016年10月在澳大利亚举办的国际能源材料及纳米技术（EMN）2016年的国际学术会议上做特邀报告。研究结果2016年取得国家发明专利授权4项，已经在国内著名的汽车企业长春一汽集团进行试应用，并与国内超级电容器领军企业天津力神、中车新能源建立了良好的合作关系。