石墨烯優(yōu)異的電學(xué)性能、力學(xué)性能以及化學(xué)性能，使其受到國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯復(fù)合材料在儲(chǔ)能和催化方面具有很好的應(yīng)用前景。更重要的是石墨烯表面可通過不同策略進(jìn)行修飾，包括材料復(fù)合、摻雜、缺陷工程和界面工程等。因此，石墨烯復(fù)合材料成為電子器件中電極材料的理想選擇。近期，國(guó)內(nèi)外研究者提出了一些新的策略來促進(jìn)石墨烯復(fù)合材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用。

（1） 構(gòu)建垂直石墨烯來抑制雙極性導(dǎo)電聚合物ACP的電荷陷阱效應(yīng)

將垂直石墨烯與ACP復(fù)合，用以抑制n摻雜過程中常發(fā)的電荷陷阱效應(yīng)，從而獲得高能量密度和長(zhǎng)久穩(wěn)定性的超級(jí)電容器。垂直石墨烯中，石墨烯的生長(zhǎng)方向垂直于基材，具有獨(dú)特的形態(tài)特征和出色的導(dǎo)電性。石墨烯片層彼此獨(dú)立，避免了平面堆疊石墨烯中常見的團(tuán)聚和由此引發(fā)的分散問題。在此類三維垂直石墨烯上沉積ACP，較好的提升了ACP與基底的接觸面積并且縮短了電子傳輸距離。垂直石墨烯和ACP器件具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在10000次循環(huán)后，電容保持率為88％），得益于垂直石墨烯的高比表面積和ACP寬電壓的雙重優(yōu)勢(shì)。

圖1石墨烯復(fù)合材料的的電荷轉(zhuǎn)移示意圖

（2） 溶解自組裝法提高石墨烯復(fù)合材料電化學(xué)性能

研究者提出了一種高效的溶解和重組裝策略制備石墨烯復(fù)合材料rGO@NiCoAl-LDHs，以解決金屬有機(jī)框架材料在堿性電解液中穩(wěn)定性差性能難以發(fā)揮的問題。起初研究者成功制備了rGO@ZIF-67@NiAl-LDHs石墨烯復(fù)合材料，當(dāng)用其發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，ZIF-67由于不穩(wěn)定會(huì)溶解出鈷離子，NiAl-LDHs可用作儲(chǔ)存器來容納和重新組裝從ZIF-67溶解出的鈷離子，最后形成rGO@NiCoAl-LDHs石墨烯復(fù)合材料，繼續(xù)發(fā)揮電化學(xué)作用。在循環(huán)過程中由于電化學(xué)活性物質(zhì)和位點(diǎn)的增加，組裝后的石墨烯復(fù)合材料電化學(xué)性能得到了很大的改善。同時(shí)，該電極材料在三電極體系中具有2291.6 F g-1的優(yōu)越比容量。總而言之，這種溶解和重組的策略將為石墨烯復(fù)合材料在特定條件下的儲(chǔ)能應(yīng)用提供新的設(shè)計(jì)思路。 

圖2石墨烯復(fù)合材料在電化學(xué)儲(chǔ)能中的工作機(jī)理圖

中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)將于2020年11月5日-7日舉辦第八屆國(guó)際復(fù)合材料科技峰會(huì)暨第四屆國(guó)際復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果技術(shù)展覽會(huì)。會(huì)議旨在立足復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展新態(tài)勢(shì)，加快復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)變革進(jìn)程、加強(qiáng)科技創(chuàng)新、深化交流合作；緊扣復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展新動(dòng)向，倡導(dǎo)基礎(chǔ)理論前瞻性與應(yīng)用研究實(shí)用緊密結(jié)合，引導(dǎo)復(fù)合材料相關(guān)技術(shù)的加速突破；貫徹落實(shí)復(fù)合材料發(fā)展新理念，促進(jìn)復(fù)合材料“產(chǎn)政學(xué)研用”進(jìn)一步融合，提升復(fù)合材料行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，分會(huì)場(chǎng)征集論文簡(jiǎn)報(bào)工作已開啟，目前峰會(huì)設(shè)置四個(gè)分會(huì)場(chǎng)：1.復(fù)合材料理論及應(yīng)用；2.復(fù)合材料工藝及技術(shù)；3.復(fù)合材料測(cè)試及評(píng)價(jià)； 4.復(fù)合材料處理及再生。歡迎復(fù)材相關(guān)的廣大科技工作者投稿及咨詢，投稿至郵箱isct@csfcm.org.cn。

峰會(huì)聯(lián)系人：張力心

聯(lián)系電話：010-82026470

聯(lián)系郵箱：zhanglixin@csfcm.org

峰會(huì)報(bào)名請(qǐng)戳下方二維碼：

注：文章為哈爾濱理工大學(xué)譚立超老師整理，文章圖片非商業(yè)用途，如侵權(quán)告知?jiǎng)h除。如涉及內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)诎l(fā)布之日一周內(nèi)與我們聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。