三維石墨烯

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，并將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極，獲得高體積能量密度和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的鋰硫電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》（Nano Energy）上。鋰硫電池具有高質(zhì)量理論能量密度（2600Wh/kg）和高體積能量密度（2800Wh/L），被認(rèn)為是一種非常有應(yīng)用前景的高比能電池。但由于硫單質(zhì)存在質(zhì)量密度低（2.07g/cm 3）、導(dǎo)電性差（5×10-30 S/cm），以及充放電過程中活性物質(zhì)體積膨脹大（78.7%）、多硫化物穿梭嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致其雖然質(zhì)量密度較

本文采用一種簡(jiǎn)易的混合方法以大規(guī)模制備多種三維（3D）氧化石墨烯/金屬有機(jī)骨架（GO/MOF）復(fù)合材料。這種制備方法能夠在幾分鐘內(nèi)迅速獲得成份可控的GO/MOF復(fù)合水凝膠，它也適用于一系列不同的MOFs。所獲得的GO/MOF復(fù)合材料作為前驅(qū)體，通過冷凍干燥和煅燒過程以制備MOF衍生的復(fù)合氣凝膠，例如rGO/Fe2O3和rGO/NiO/Ni復(fù)合氣凝膠。當(dāng)用作超級(jí)電容器電極時(shí)，rGO/Fe2O3作為超級(jí)電容器電極時(shí)，具有良好的倍率性能，在電流密度為1和20 A g-1時(shí)，其比電容分別為869.2和289.6 F g-1，并且在循環(huán)5000圈后，其電容沒有明顯的衰減。此外，基于所獲得的rGO/Fe2