自组装的减少氧化石墨烯单层,用于强大的3D打印超级电容器
Davide Scarpa1,2, Mariagrazia Iuliano3,4, Claudia Cirillo3,4
1Department of Physics "E.R. Caianiello", University of Salerno, Via Giovanni Paolo II, 132-84084, Fisciano, Italy. dscarpa@unisa.it.
Scientific reports
|July 1, 2024
概括
增材制造创造了新的超级电容材料,使用涂有减少氧化石墨烯的自我组装微粒. 这些3D打印设备展示了用于储存电能的高容量和能量密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 增材制造 (AM) 提供了在电能储存中制造先进材料的潜力.
- 开发高效的超级电容材料需要新的制造技术和复合结构.
研究的目的:
- 探索增材制造的使用,以创建超级电容器的自组装微粒基材料.
- 功能化微粒并将它们与减少的氧化石墨烯 (rGO) 集成,以提高性能.
主要方法:
- 基于Al2O3,钢和Cu的微粒被功能化并用石墨烯氧化物自我组装,部分减少为rGO.
- 复合材料被涂上聚氨酸-二甲基二硫酸复合物,与PLA混合,挤出成丝,并使用化沉积建模打印.
- 组装了对称的固态超级电容器设备并进行了电化学测试.
主要成果:
- 制造的超级电容器达到163F/g的最大质量电容.
- 在10A/g时记录了15Wh/Kg的最大能量密度.
- 这些设备具有很好的耐用性,在5000个周期内保持85%的电容.
结论:
- 增材制造是从自组装微粒生产高性能超级电容材料的有效方法.
- 开发的复合材料显示出电能存储应用的巨大潜力.
- 该研究验证了制备方法的效率和AM制造的复合材料的性能.


