深圳先进院成功制备三维黑磷超级电容器

　

图3.全固态超级电容器的制备示意图(a)，不同扫速下的cv曲线图(b)，比容量随扫速的变化曲线图(c)，G CD曲线图(d)，稳定性测试曲线图(e)  

在该研究中，课题组通过电化学方法实现了三维黑磷海绵的高效、高质量制备。制备方法简单、快速，在常温常压的空气环境中即可完成，时间仅需3分钟（图1）。科研人员通过设计电解池的结构，选择尺寸合适的插层离子、抗衡离子及电解液体系，克服了黑磷制备经常面临的耗时长、易氧化、片层易断裂等问题，成功制备了高质量、半交联的三维黑磷海绵。扫描电镜、拉曼光谱、X-射线光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜以及理论模拟结果均显示该三维黑磷海绵由超大、超薄、未氧化的高质量二维磷烯基元组成，其中不乏单层磷烯的存在，这些磷烯基元半交联在一起形成了三维的黑磷海绵（图2）。科研人员以此三维黑磷海绵为电极材料制备了全固态超级电容器，展现出了优良的超电容性能和稳定性。10 mv/s扫速下，电容器的比电容量达到80 F/g，远高于以二维黑磷纳米片和块状黑磷为电极材料的电容器。在经过15000个充放电循环后，容量仅衰减了20%（图3）。 

该研究工作得到中科院前沿科学研究重点计划、国家自然科学基金、香港研究资助基金等的资助。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/mh/c8mh00708j#!divAbstract