电工所：二维石墨烯MnO异质结构实现高性能柔性固态锂离子电容器

成果简介

精细的结构工程被广泛认为是提高锂存储转换型负极材料电化学性能的有力工具。 本文，中国科学院电工研究所张熊、马伟衍和中国科学院中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅等研究人员在《Adv Funct Mater》期刊 发表名为“2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors”的论文， 研究提出了一种通用的静电自组装策略，用于在带负电荷的还原氧化石墨烯上原位合成层状MnO纳米（rGO/MnO）。

通过操作实验表征和理论计算证实了rGO/MnO异质结构的强界面异质结构和稳健的锂存储机制与快速 Li +扩散动力学和高锂吸附能力有关。由于快速的电荷转移、丰富的反应位点和稳定的异质结构，所合成的rGO/MnO负极具有高容量（0.1Ag-1时为860mAhg-1 )、优异的倍率性能(211mAhg-1 at 10 Ag -1 )和循环稳定性。值得注意的是，组装后的活性炭//rGO/MnO固态锂离子电容器（LICs）的柔性软包电池具有194 Wh kg -1的出色能量密度和40.7 kW kg -1的功率密度，两者均是迄今为止报道的最高柔性固态LIC之一。此外，LICs 具有超长的使用寿命，在 10000 次循环后保留率约为 77.8%，并且具有非凡的安全性，表明其具有巨大的实际应用潜力。

图文导读

图1、a) rGO/MnO异质结构的合成路线示意图。b) rGO 和 c) rGO/MnO 的 SEM 图像。d) rGO/MnO 中C、O 和Mn元素的EDS映射图像。e,f) rGO/MnO的TEM图g) HRTEM图像（插入：SAED）。

图2、a) rGO、MnO和rGO/MnO的XRD图谱。b-d) rGO/MnO 的 Mn 2p、C 1s 和 O 1s 的高分辨率 XPS 光谱。e) rGO、MnO和rGO/MnO的FTIR曲线。f) XAS 的 O K 边，g) EXAFS 光谱的 Mn K 边，和 h) MnO 和 rGO/MnO 的 WT-EXAFS 曲线。

图3、rGO/MnO异质结构的电化学性能

图4、a,b) Li +在 a) rGO 和 b) rGO/MnO 上的吸附能和相应的吸附位点。c) 计算的 rGO 和 rGO/MnO 中从初始状态 (IS) 到过渡状态 (TS) 并最终到最终状态 (FS) 的锂扩散势垒。

图5、固态柔性 AC//rGO/MnO LIC 软包电池的电化学性能

图6、a）AC//rGO/MnO LIC软包电池在2 A g -1的不同弯曲条件下2000次循环的柔性性能测试。b) 柔性固态 LIC 软包电池为 100 个红色 LED 供电。c,d) 用于检查柔性固态 LIC 软包电池安全性的测试。

小结

总之，提出了一种通用的界面工程路线，将 卷心菜状MnO纳米锚定在3D rGO“土壤”内，作为 LICs 的优良阳极。这项工作为具有高能量/功率输出的柔性 LIC 器件的实际应用提供了一种可行且可扩展的基于金属氧化物/石墨烯的电极设计策略。

文献：

https://doi.org/10.1002/adfm.202202342

您好！

bachier(站内联系TA)不是个笑话，SEM表征石墨烯的也不少，我也不做石墨烯，我们这一堆人做，他们都用SEM。石墨烯是导电的材料，不用喷金fansire(站内联系TA)喷了也没关系吧，我记得实验室的石墨烯SEM也是喷了金的xiejf(站内联系TA)导电性好，不要喷金。喷了反而会影响表征的准确度wulishi8(站内联系TA)石墨烯是导电的，不需要喷金。

不喷也行,看得还行,GO和RGO的导电性够了神魔流转(站内联系TA)GO 和石墨烯做SEM都是不必要的，AFM和TEM有用，但SEM是真心没用，除了做负载或特定形貌时可能需要观察下。jiji188(站内联系TA)不喷也行，我们实验室一般都是滴在ITO上直接照SEM的，效果还行。梦日边(站内联系TA)我做的表征时喷金了，看了还挺清楚，没试过不喷金zmcai(站内联系TA)你的SEM是不是有问题，我们一般是放在硅片上，硅片是半导体，有导电能里，但是你用二氧化硅行么我们一般都是直接涂在做SEM的硅片上拍电极，不用喷金也可以。如果你喷金了，导电性会好些，但是如果没控制好，可能会看到大颗粒的金，也是会影响表征的。zhouzhixin(站内联系TA)不需要喷金的，直接滴到硅片上的，这个主要还得看你的石墨烯粒径大小，太小的话看不出来什么有用的信息fluoro(站内联系TA)我们表征石墨都不喷，效果还挺清晰的苏惜不若(站内联系TA)不用喷金的，导电性很好的。yjiaahedu(站内联系TA)SEM可以表征，也不需要蒸金，若观察到褶皱的话，说明层数较少，但是无法确定是石墨烯还是石墨片，需要HRTEM和拉曼光谱（波数50-3000）:Dyy秋水(站内联系TA)哈哈，不用喷金，只要你的基底能够导电就可以了，如果在二氧化硅基底上，SEM的图是黑色的，不过放大以后还是能看到一些细节的威威号(站内联系TA)不用喷金，把石墨烯用水分散，足够稀（几乎看不到颜色），超声。

为你解除疑惑是我的快乐！

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