作為一種新型儲(chǔ)能器件,石墨紙因具有充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)和安全可靠等優(yōu)點(diǎn),在便攜式電子產(chǎn)品、智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)和軍事國(guó)防等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。石墨紙作為一種價(jià)格低廉、電導(dǎo)率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的炭材料,被廣泛用于制備石墨紙的電極。然而,石墨紙片層間存在離子傳輸緩慢的問(wèn)題,導(dǎo)致其電化學(xué)性能較差。首先對(duì)石墨紙電極依次進(jìn)行了打孔和電化學(xué)處理,使其電化學(xué)性能得到明顯的提升;其次研究了孔數(shù)量、掃速與容量之間的關(guān)系。下面洪潤(rùn)和暉石墨小編講解石墨紙片層間存在離子傳輸緩慢的問(wèn)題:
1、對(duì)不同厚度的石墨紙電極進(jìn)行打孔處理,并對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)表征,結(jié)果顯示該方法能夠有效地提升石墨紙電極的倍率性能。對(duì)于厚度為230m的樣品,掃速?gòu)?0mV/s增加至1000mV/s時(shí),打孔200個(gè)/cm2cm樣品容量保持率高達(dá)43.6070,是未打孔樣品(容量保持率僅為1 5.2070)的2.9倍,其原因可歸結(jié)于離子橫向擴(kuò)散邊界的增加。并且,相較未打孔情況,利用經(jīng)打孔處理的石墨紙組裝的全固態(tài)石墨紙快速充電后(100 mV/s,點(diǎn)亮的LED燈更亮,展現(xiàn)出良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)電化學(xué)處理的打孔石墨紙,其面積比容量得到了極大的提升。
2、通過(guò)對(duì)孔數(shù)量、掃速與容量之間關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn),面積比容量與孔數(shù)量的關(guān)系較強(qiáng)地依賴于掃速。其中,在較低掃速10-50 mV/s范圍內(nèi),隨著孔數(shù)量的增加,面積比容量總體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);在相對(duì)較高的掃速600一1000mV/s范圍內(nèi),面積比容量隨孔數(shù)量增加整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì);在100-500 mV/s的掃速范圍內(nèi),面積比容量隨孔數(shù)量的變化較為緩慢,可以理解為低掃速到高掃速的一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)。
石墨紙作為一種新型的儲(chǔ)能元件,由于具有可快速充放電、功率密度高、壽命長(zhǎng)和安全性好等優(yōu)點(diǎn),受到眾多研究者的密切關(guān)注。因此,石墨紙?jiān)谛畔⒓夹g(shù)、通訊工程、便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、航空航天以及國(guó)防等領(lǐng)域顯示出了十分廣闊的應(yīng)用前景。